Risk- och säkerhetsteknik för litiumjonbatteri (1)

1. Risk för litiumjonbatteri

Litiumjonbatteri är en potentiellt farlig kemisk kraftkälla på grund av dess kemiska egenskaper och systemsammansättning.

 

(1)Hög kemisk aktivitet

Litium är huvudämnet i grupp I i ​​den andra perioden av det periodiska systemet, med extremt aktiva kemiska egenskaper.

 

(2) Hög energitäthet

Litiumjonbatterier har mycket hög specifik energi (≥ 140 Wh/kg), vilket är flera gånger högre än nickelkadmium, nickelväte och andra sekundära batterier.Om termisk runaway-reaktion uppstår kommer hög värme att frigöras, vilket lätt leder till osäkert beteende.

 

(3) Adoptera organiskt elektrolytsystem

Det organiska lösningsmedlet i det organiska elektrolytsystemet är kolväte, med låg nedbrytningsspänning, lätt oxidation och brandfarligt lösningsmedel;Vid läckage kommer batteriet att fatta eld, till och med brinna och explodera.

 

(4) Hög sannolikhet för biverkningar

I den normala användningsprocessen av litiumjonbatterier sker den kemiska positiva reaktionen av ömsesidig omvandling mellan elektrisk energi och kemisk energi i dess inre.Men under vissa förhållanden, såsom överladdning, överladdning eller överströmsdrift, är det lätt att orsaka kemiska sidoreaktioner inuti batteriet;När sidreaktionen förvärras kommer det att allvarligt påverka batteriets prestanda och livslängd och kan producera en stor mängd gas, vilket kommer att orsaka explosion och brand efter att trycket inuti batteriet ökar snabbt, vilket leder till säkerhetsproblem.

 

(5)Strukturen av elektrodmaterialet är instabil

Överladdningsreaktionen av litiumjonbatterier kommer att ändra strukturen på katodmaterialet och göra att materialet har en stark oxidationseffekt, så att lösningsmedlet i elektrolyten kommer att ha en stark oxidation;Och denna effekt är oåterkallelig.Om värmen som orsakas av reaktionen ackumuleras, finns det en risk att orsaka termisk rusning.

 

2. Analys av säkerhetsproblem för litiumjonbatteriprodukter

Efter 30 år av industriell utveckling har litiumjonbatteriprodukter gjort stora framsteg inom säkerhetsteknik, effektivt kontrollerat förekomsten av sidoreaktioner i batteriet och säkerställt batteriets säkerhet.Men eftersom litiumjonbatterier används mer och mer allmänt och deras energitäthet är högre och högre, finns det fortfarande många incidenter som explosionsskador eller produktåterkallelser på grund av potentiella säkerhetsrisker de senaste åren.Vi drar slutsatsen att de huvudsakliga orsakerna till säkerhetsproblemen med litiumjonbatteriprodukter är följande:

 

(1) Kärnmaterialproblem

Materialen som används för den elektriska kärnan inkluderar positiva aktiva material, negativa aktiva material, membran, elektrolyter och skal, etc. Valet av material och matchningen av sammansättningssystemet bestämmer säkerhetsprestandan för den elektriska kärnan.Vid val av positiva och negativa aktiva material och diafragmamaterial gjorde tillverkaren inte en viss bedömning av egenskaperna och matchningen av råvaror, vilket resulterade i en medfödd brist i cellens säkerhet.

 

(2) Produktionsprocessproblem

Råvarorna i cellen testas inte strikt, och produktionsmiljön är dålig, vilket leder till föroreningar i produktionen, vilket inte bara är skadligt för batteriets kapacitet, utan också har stor inverkan på batteriets säkerhet;Dessutom, om för mycket vatten blandas i elektrolyten, kan sidoreaktioner uppstå och öka batteriets inre tryck, vilket kommer att påverka säkerheten;På grund av begränsningen av produktionsprocessnivån, under produktionen av den elektriska kärnan, kan produkten inte uppnå god konsistens, såsom den dåliga planheten hos elektrodmatrisen, avfallet av det aktiva elektrodmaterialet, blandning av andra föroreningar i det aktiva materialet, den osäkra svetsningen av elektrodklacken, den instabila svetstemperaturen, graderna på kanten av elektrodstycket och frånvaron av användning av isoleringstejp i viktiga delar, vilket kan negativt påverka säkerheten för den elektriska kärnan .

 

(3) Designdefekten hos den elektriska kärnan minskar säkerhetsprestandan

När det gäller strukturell design har många nyckelpunkter som har en inverkan på säkerheten inte uppmärksammats av tillverkaren.Till exempel finns det ingen isoleringstejp vid nyckeldelarna, ingen marginal eller otillräcklig marginal finns kvar i membrandesignen, utformningen av kapacitetsförhållandet för positiva och negativa elektroder är orimligt, utformningen av ytförhållandet för positiva och negativa aktiva ämnen är orimligt, och utformningen av klacklängden är orimlig, vilket kan utgöra dolda faror för batteriets säkerhet.Dessutom, i produktionsprocessen av cellen, försöker vissa celltillverkare att spara och komprimera råmaterial för att spara kostnader och förbättra prestanda, såsom att minska membranets yta, reducera kopparfolie, aluminiumfolie och inte använda övertrycksventil eller isoleringstejp, vilket kommer att minska batteriets säkerhet.

 

(4)För hög energitäthet

För närvarande strävar marknaden efter batteriprodukter med högre kapacitet.För att öka produkternas konkurrenskraft fortsätter tillverkarna att förbättra den volymspecifika energin hos litiumjonbatterier, vilket avsevärt ökar risken för batterier.


Posttid: 2022-nov-06