Awọn batiri litiumu ni awọn anfani ti gbigbe ati gbigba agbara yara, nitorina kilode ti awọn batiri acid acid ati awọn batiri keji miiran tun n kaakiri ni ọja naa?
Ni afikun si awọn iṣoro ti idiyele ati awọn aaye elo oriṣiriṣi, idi miiran jẹ aabo.
Lithium jẹ irin ti nṣiṣe lọwọ julọ ni agbaye.Nitori awọn abuda kemikali rẹ ti nṣiṣe lọwọ pupọ, nigbati irin litiumu ba farahan si afẹfẹ, yoo ni ifarapa ifoyina gbigbona pẹlu atẹgun, nitorina o jẹ itara si bugbamu, ijona ati awọn iṣẹlẹ miiran.Ni afikun, iṣesi redox yoo tun waye ninu batiri litiumu lakoko gbigba agbara ati gbigba agbara.Bugbamu ati ijona lẹẹkọkan jẹ pataki nipasẹ ikojọpọ, itankale ati itusilẹ batiri litiumu lẹhin alapapo.Ni kukuru, awọn batiri litiumu yoo ṣe ina ooru pupọ lakoko gbigba agbara ati ilana gbigba agbara, eyiti yoo yorisi ilosoke iwọn otutu inu ti batiri naa ati iwọn otutu ti ko ni iwọn laarin awọn batiri kọọkan, nitorinaa nfa iṣẹ iduroṣinṣin ti batiri naa.
Awọn ihuwasi ti ko ni aabo ti batiri lithium-ion runaway gbona (pẹlu gbigba agbara batiri ati gbigba apọju, idiyele iyara ati idasilẹ, Circuit kukuru, awọn ipo ilokulo ẹrọ, mọnamọna otutu otutu otutu, ati bẹbẹ lọ) ṣee ṣe lati fa awọn aati ẹgbẹ ti o lewu inu batiri naa ki o ṣe ina ooru, taara biba palolo fiimu lori odi elekiturodu ati rere elekiturodu dada.
Awọn idi pupọ lo wa fun jijẹ awọn ijamba igbona runaway ti awọn batiri ion lithium.Ni ibamu si awọn abuda kan ti nfa, o le ti wa ni pin si darí abuse nfa, itanna abuse nfa ati ki o gbona abuse nfa.Mechanical abuse: ntokasi si acupuncture, extrusion ati eru ohun ikolu ṣẹlẹ nipasẹ ọkọ ijamba;Lilo ilokulo ina: ni gbogbogbo ti o ṣẹlẹ nipasẹ iṣakoso foliteji aibojumu tabi ikuna paati itanna, pẹlu Circuit kukuru, gbigba agbara ati gbigbejade pupọ;Ilokulo ooru: ti o ṣẹlẹ nipasẹ igbona pupọ ti o ṣẹlẹ nipasẹ iṣakoso iwọn otutu ti ko tọ.
Awọn ọna ti nfa mẹta wọnyi jẹ ibatan.Iwa ilokulo ẹrọ yoo fa idibajẹ tabi rupture ti diaphragm batiri ni gbogbogbo, ti o yorisi olubasọrọ taara laarin awọn ọpá rere ati odi ti batiri ati iyika kukuru, Abajade ni ilokulo itanna;Bibẹẹkọ, labẹ ipo ilokulo ina, iran ooru bii Joule ooru n pọ si, nfa iwọn otutu batiri lati dide, eyiti o dagbasoke sinu ilokulo ooru, siwaju nfa iru pq iran ooru ẹgbẹ ifarabalẹ inu batiri naa, ati nikẹhin yori si iṣẹlẹ naa. ti ooru batiri runaway.
Batiri igbona runaway jẹ idi nipasẹ otitọ pe iwọn iran ooru ti batiri naa ga pupọ ju iwọn sisọ ooru lọ, ati pe ooru ti ṣajọ ni iye nla ṣugbọn ko tuka ni akoko.Ni pataki, “runaway igbona” jẹ ilana ilana ipadabọ agbara rere: iwọn otutu ti o ga julọ yoo jẹ ki eto naa gbona, ati iwọn otutu yoo dide lẹhin ti eto naa ba gbona, eyiti yoo jẹ ki eto naa gbona.
Ilana ti apanirun ti o gbona: nigbati iwọn otutu inu batiri ba dide, fiimu SEI lori oju ti fiimu SEI ti bajẹ labẹ iwọn otutu ti o ga, ion lithium ti a fi sinu graphite yoo fesi pẹlu electrolyte ati binder, siwaju sii titari iwọn otutu batiri soke. si 150 ℃, ati pe iṣesi exothermic iwa-ipa tuntun yoo waye ni iwọn otutu yii.Nigbati iwọn otutu batiri ba de ju 200 ℃, ohun elo cathode n bajẹ, itusilẹ iye nla ti ooru ati gaasi, ati batiri naa bẹrẹ si bulge ati ki o gbona nigbagbogbo.anode ifibọ litiumu bẹrẹ si fesi pẹlu elekitiroti ni 250-350 ℃.Awọn ohun elo cathode ti o gba agbara bẹrẹ lati faragba ifasilẹ ibajẹ iwa-ipa, ati pe elekitiroti n gba ifura ifoyina iwa-ipa, itusilẹ iwọn otutu ti ooru, ti o nmu iwọn otutu giga ati iye gaasi nla, nfa ijona ati bugbamu ti batiri naa.
Iṣoro ti lithium dendrite ojoriro lakoko gbigba agbara: Lẹhin ti batiri cobalate lithium ti gba agbara ni kikun, iye nla ti ions lithium wa ninu elekiturodu rere.Ti o ni lati sọ, awọn cathode ko le mu diẹ litiumu ions so si awọn cathode, sugbon ni overcharged ipinle, awọn excess litiumu ions lori cathode yoo si tun we si awọn cathode.Nitoripe wọn ko le wa ni kikun, litiumu irin yoo dagba lori cathode.Niwọn bi litiumu irin yii jẹ okuta momọ dendritic, o pe ni dendrite.Ti dendrite ba gun ju, o rọrun lati gún diaphragm, nfa Circuit kukuru ti inu.Gẹgẹbi paati akọkọ ti elekitiroti jẹ kaboneti, aaye ina rẹ ati aaye farabale jẹ kekere, nitorinaa yoo sun tabi paapaa gbamu ni iwọn otutu giga.
Ti o ba jẹ batiri litiumu polima, elekitiroti jẹ colloidal, eyiti o ni itara si ijona iwa-ipa diẹ sii.Lati le yanju iṣoro yii, awọn onimo ijinlẹ sayensi gbiyanju lati rọpo awọn ohun elo cathode ailewu.Ohun elo batiri manganate litiumu ni awọn anfani kan.O le rii daju wipe litiumu dẹlẹ ti awọn rere elekiturodu le ti wa ni patapata ifibọ sinu erogba iho ti awọn odi elekiturodu labẹ awọn kikun idiyele ipinle, dipo ti nini awọn iṣẹku ninu awọn rere elekiturodu bi litiumu kobalate, eyi ti o si diẹ ninu awọn iye yago fun awọn iran ti dendrites.Eto iduroṣinṣin ti manganate litiumu jẹ ki iṣẹ ṣiṣe ifoyina rẹ kere pupọ ju ti litiumu kobalate.Paapa ti Circuit kukuru ita ba wa (dipo Circuit kukuru inu), o le yago fun ijona ati bugbamu ti o ṣẹlẹ nipasẹ ojoriro irin litiumu.Litiumu iron fosifeti ni iduroṣinṣin igbona ti o ga ati agbara ifoyina kekere ti elekitiroti, nitorinaa o ni aabo giga.
Attenuation ti ogbo ti batiri ion litiumu jẹ afihan nipasẹ attenuation agbara ati ilosoke resistance ti inu, ati ẹrọ attenuation ti ogbo inu rẹ pẹlu isonu ti awọn ohun elo ti nṣiṣe lọwọ rere ati odi ati isonu ti awọn ions litiumu ti o wa.Nigbati ohun elo cathode ti di arugbo ati ibajẹ, ati pe agbara ti cathode ko to, eewu ti itankalẹ litiumu lati inu cathode jẹ diẹ sii lati ṣẹlẹ.Labẹ ipo ti itusilẹ ju, agbara ti cathode si litiumu yoo dide si oke 3V, eyiti o ga ju agbara itu ti bàbà, ti o nfa itusilẹ ti olugba bàbà.Tituka Ejò ions yoo precipitate lori cathode dada ati ki o dagba Ejò dendrites.Ejò dendrites yoo kọja nipasẹ awọn diaphragm, nfa ti abẹnu kukuru Circuit, eyi ti isẹ ni ipa lori awọn ailewu iṣẹ ti batiri.
Ni afikun, resistance gbigba agbara ti awọn batiri ti ogbo yoo dinku si iwọn kan, nipataki nitori ilosoke ti resistance inu ati idinku ti rere ati awọn nkan ti nṣiṣe lọwọ odi, ti o yorisi ilosoke ti ooru joule lakoko ilana gbigba agbara ti awọn batiri.Labẹ gbigba agbara ti o kere ju, awọn aati ẹgbẹ le jẹ mafa, ti o nfa ijakadi gbona ti awọn batiri.Ni awọn ofin ti imuduro igbona, itankalẹ litiumu lati cathode yoo ja si idinku didasilẹ ninu iduroṣinṣin igbona ti batiri naa.
Ni ọrọ kan, iṣẹ ailewu ti batiri ti ogbo yoo dinku pupọ, eyiti yoo ṣe ewu aabo batiri naa ni pataki.Ojutu ti o wọpọ julọ ni lati pese eto ipamọ agbara batiri pẹlu eto iṣakoso batiri (BMS).Fun apẹẹrẹ, awọn batiri 8000 18650 ti a lo ninu Tesla Model S le mọ ibojuwo akoko gidi ti ọpọlọpọ awọn aye ti ara ti batiri, ṣe iṣiro ipo lilo batiri, ati ṣe iwadii ori ayelujara ati ikilọ ni kutukutu nipasẹ eto iṣakoso batiri rẹ.Ni akoko kanna, o tun le ṣe idasilẹ ati iṣakoso idiyele iṣaaju, iṣakoso iwọntunwọnsi batiri ati iṣakoso igbona.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu kejila-02-2022