Shenzhen ACE Battery Co.,Ltd.
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Fortschritte in der Sicherheitstechnik für Lithium-Ionen-Strombatterien

May 18 , 2022

Traditionelle Methoden wie Design und Herstellung von Ionen-Lithium-Netzteilen, PTC-Strombegrenzungsvorrichtungen, Drucksicherheitsventile, thermisch geschlossene Membranen und die Verbesserung der thermischen Stabilität von Batteriematerialien haben Einschränkungen und können die Wahrscheinlichkeit eines unsicheren Verhaltens von Lithium-Ionen-Batterien nur eingeschränkt verringern. Um ein Sicherheits-Vorbeugungssystem zur Selbstanregung von Ionen-Lithiumaggregaten zu bauen, sollten neue Technologien zur Vermeidung von Kurzschluss, Überladung, thermischem Weglaufen, Verbrennung und nicht brennbarem Elektrolyt erforscht werden.


Ⅰ. Innenkurzschlussschutz in Ionen-Lithiumaggregaten


Keramische Membran und negative Hitzebeständigkeitsschicht sind Beispiele für Schutzbeschichtungen.


˚. Überladungstechnik für Anti-Ionen-Lithium-Netzteile


1. Additives Redox-elektrisches Paar R wird an der positiven Elektrode zu O oxidiert, wenn der Ionen-Lithium-Batteriesatz überladen wird, und anschließend O diffundiert zur negativen Elektrode und wird auf R reduziert. Die Ladespannung wird durch diesen internen Zyklus auf einem sicheren Niveau gehalten, der auch Elektrolyt-Abbau und andere Elektrodenreaktionen verhindert.


2 . Dimethoxybenzolverbindungen haben eine stetige Spannungsklemmkapazität von weniger als 0,5C aufgrund der begrenzten Löslichkeit; Ionen-Lithium-Akkus haben eine erhebliche Selbstentladung. Shuttle' Die molekulare Struktur erfordert weitere Untersuchungen.


3. Reversible Überladungsvermeidung löst nicht nur die Batterie' Das Überladungsproblem trägt aber auch zum Kapazitätsausgleich jeder einzelnen Zelle in einem Lithium-Batteriepack bei, wodurch der Bedarf an Batteriekonsistenz gesenkt und gleichzeitig die Batterielebensdauer verlängert wird.


4. Spannungsempfindliche Membran für wiederaufladbare Lithiumbatterien . Im normalen Lade- und Entladespannungsbereich ist der Membranteil des mikroporösen, mit einem elektroaktiven Polymer gefüllten Polymers isoliert, sodass nur Ionenleitung möglich ist; Wenn die Ladespannung einen kontrollierten Wert erreicht, wird das Polymer oxidiert und dotiert, um elektronisch leitfähig zu werden, wodurch eine Polymerleitungsbrücke zwischen den positiven und negativen Elektroden gebildet wird, wodurch der Ladestrom-Bypass, Ionen-Lithium-Netzteil verhindert wird.


Ⅲ. Ion Lithium Power Pack thermische Runaway Prevention Technologie


1. Temperaturempfindliche Elektrode für Ionen-Lithium-Netzteile (PTC-Elektrode). Wenn die Temperatur auf die Curie-Umwandlungstemperatur des Komplexes ansteigt, dehnt sich die Polymermatrix aus, leitfähiger Ruß berührungslos, und das Verbundmaterial hat eine hohe elektronische Leitfähigkeit; Wenn die Temperatur auf die Curie-Umwandlungstemperatur des Komplexes ansteigt, dehnt sich die Polymermatrix aus, leitfähiger Ruß berührungslos, und der Komplex verliert seine elektronische Leitfähigkeit. Die elektrische Leitfähigkeit nimmt rasch ab.


(1) Bei hohen Temperaturen steigt der Widerstand der PTC-Beschichtung, die zwischen dem PTC-Elektrodenkollektor und der Elektroden-Aktivatorbeschichtung eingebettet ist, stark an, schneidet die Stromübertragung ab, beendet die Batteriereaktion und verhindert thermisches Weglaufen des Ionen-Lithium-Energiepakets, was zu Sicherheitsproblemen führt.


( 2 ) Beispielsweise zeigen Testergebnisse, dass die PTC-Lithiumkobaltat (LiCoO 2 -Elektrode bei hohen Temperaturen von 801 2 0°C eine ausgezeichnete selbsterregte thermische Blockierungswirkung hat, die Ionen-Lithiumnetzteile vor Sicherheitsproblemen schützen kann, die durch Überladung und externen Kurzschluss verursacht werden.


(3) Interne Kurzschlüsse hingegen machen die PTC-Elektrode nutzlos. Darüber hinaus ist das Polymer PTC Material' s Temperaturverhalten muss verbessert werden.


2 . Thermisch geschlossene Elektroden in einem Ionen-Lithium-Netzteil. Auf der Oberfläche der Elektrode oder Membran wird eine Schicht aus nanosphärischer thermolöslicher Substanz verändert. Wenn die Temperatur auf die Schmelztemperatur des kugelförmigen Materials steigt, schmelzen die Kugeln zu einem dichten Film, schneiden den Ionentransport ab und beenden möglicherweise die Batteriereaktion; Wenn die Temperatur auf die Schmelztemperatur des kugelförmigen Materials steigt, schmelzen die Kugeln zu einem dichten Film, schneiden den Ionentransport ab und beenden möglicherweise die Batteriereaktion.


3. Lithium-Ionen-Netzteil, das thermisch ausgehärtet wurde. Ein Monomer, das zur Wärmepolymerisation fähig ist, wird dem Elektrolyt zugeführt. Wenn die Temperatur steigt, erfolgt Polymerisation, Härtung des Elektrolyten und Abschaltung des Ionentransports, wodurch der Betrieb des Ionen-Lithiumaggregats beendet wird. Experimente haben gezeigt, dass BMI Elektrolytzugaben keinen Einfluss auf das Laden und Entladen der Batterie haben und dass BMI das Laden und Entladen der Batterie bei hohen Temperaturen behindern kann.


Ⅳ. Ein nicht brennbarer Elektrolyt verhindert, dass das Ionen-Lithium-Netzteil Feuer fängt


Organischer Phosphatester ist eine flammhemmende Verbindung mit hoher Löslichkeit in Elektrolytsalz. DMMP (Dimethoxymethylphosphat) hat beispielsweise eine niedrige Viskosität (cP 1,75 bei 2 5°C), einen niedrigen Schmelzpunkt und eine hohe Siedetemperatur (-50 bis 181°C), eine signifikante Flammwidrigkeit (P-Gehalt: 2 5%) und eine hohe Lithiumsalzlöslichkeit.


In der Praxis haben flammhemmende Ionen-Lithium-Power-Pack-Lösungsmittel jedoch die folgenden Probleme: schlechte Übereinstimmung mit der negativen Elektrode und geringe Coulomb-Effizienz beim Laden und Entladen der Batterie. Daher müssen die richtigen filmbildenden Inhaltsstoffe entdeckt werden.