Lityum iyon pilin risk ve güvenlik teknolojisi (1)

1. Lityum iyon pil riski

Lityum iyon pil, kimyasal özellikleri ve sistem bileşimi nedeniyle potansiyel olarak tehlikeli bir kimyasal güç kaynağıdır.

 

(1)Yüksek kimyasal aktivite

Lityum, son derece aktif kimyasal özelliklere sahip, periyodik tablonun ikinci periyodundaki ana grup I elementidir.

 

(2) Yüksek enerji yoğunluğu

Lityum iyon piller, nikel kadmiyum, nikel hidrojen ve diğer ikincil pillerin birkaç katı olan çok yüksek özgül enerjiye (≥ 140 Wh/kg) sahiptir.Termal kaçak reaksiyon meydana gelirse, yüksek ısı açığa çıkacak ve bu da kolayca güvensiz davranışa yol açacaktır.

 

(3) Organik elektrolit sistemini benimseyin

Organik elektrolit sisteminin organik çözücüsü, düşük ayrışma voltajı, kolay oksidasyon ve yanıcı çözücü ile hidrokarbondur;Sızıntı durumunda pil alev alır, hatta yanar ve patlar.

 

(4) Yüksek yan etki olasılığı

Lityum iyon pilin normal kullanım sürecinde, elektrik enerjisi ile kimyasal enerji arasındaki karşılıklı dönüşümün kimyasal pozitif reaksiyonu kendi içinde gerçekleşir.Ancak, aşırı şarj, aşırı deşarj veya aşırı akım gibi belirli koşullar altında, pilin içinde kimyasal yan reaksiyonlara neden olmak kolaydır;Yan reaksiyon şiddetlendiğinde, pilin performansını ve kullanım ömrünü ciddi şekilde etkiler ve büyük miktarda gaz üretebilir, bu da pilin içindeki basınç hızla arttıktan sonra patlamaya ve yangına neden olarak güvenlik sorunlarına yol açabilir.

 

(5)Elektrot malzemesinin yapısı kararsız

Lityum iyon pilin aşırı şarj reaksiyonu, katot malzemesinin yapısını değiştirecek ve malzemenin güçlü bir oksidasyon etkisine sahip olmasını sağlayacak, böylece elektrolit içindeki çözücü güçlü bir oksidasyona sahip olacaktır;Ve bu etki geri döndürülemez.Reaksiyonun neden olduğu ısı birikirse, termal kaçağa neden olma riski olacaktır.

 

2. Lityum iyon pil ürünlerinin güvenlik sorunlarının analizi

30 yıllık endüstriyel gelişimin ardından, lityum iyon pil ürünleri, güvenlik teknolojisinde büyük ilerleme kaydetti, pilde yan reaksiyon oluşumunu etkin bir şekilde kontrol etti ve pilin güvenliğini sağladı.Bununla birlikte, lityum iyon piller her geçen gün daha yaygın olarak kullanıldıkça ve enerji yoğunlukları arttıkça, patlama yaralanmaları veya potansiyel güvenlik tehlikeleri nedeniyle son yıllarda ürün geri çağırma gibi birçok olay hala yaşanmaktadır.Lityum-iyon pil ürünlerinin güvenlik sorunlarının ana nedenlerinin aşağıdakiler olduğu sonucuna vardık:

 

(1) Çekirdek malzeme sorunu

Elektrik çekirdeği için kullanılan malzemeler, pozitif aktif malzemeleri, negatif aktif malzemeleri, diyaframları, elektrolitleri ve kabukları vb. içerir. Malzemelerin seçimi ve bileşim sisteminin eşleşmesi, elektrik çekirdeğinin güvenlik performansını belirler.Pozitif ve negatif aktif malzemeler ve diyafram malzemeleri seçilirken, üreticinin hammaddelerin özellikleri ve uyumu konusunda kesin bir değerlendirme yapmaması, hücrenin güvenliğinde doğuştan bir eksiklik oluşmasına neden olmuştur.

 

(2) Üretim süreci sorunları

Hücrenin hammaddeleri sıkı bir şekilde test edilmemiştir ve üretim ortamı zayıftır, bu da üretimde yalnızca pil kapasitesine zararlı değil, aynı zamanda pilin güvenliği üzerinde de büyük etkisi olan safsızlıklara yol açar;Ayrıca elektrolite çok fazla su karışırsa, yan reaksiyonlar meydana gelebilir ve pilin iç basıncını artırarak güvenliği etkileyecektir;Üretim süreci seviyesinin sınırlandırılması nedeniyle, elektrik çekirdeğinin üretimi sırasında ürün, elektrot matrisinin zayıf düzlüğü, aktif elektrot malzemesinin düşmesi, diğer safsızlıkların karışması gibi iyi bir tutarlılık elde edemez. aktif malzeme, elektrot pabucunun güvenli olmayan kaynağı, kararsız kaynak sıcaklığı, elektrot parçasının kenarındaki çapaklar ve elektrik çekirdeğinin güvenliğini olumsuz etkileyebilecek anahtar parçalarda yalıtım bandı kullanılmaması .

 

(3)Elektrik çekirdeğinin tasarım hatası, güvenlik performansını azaltır

Yapısal tasarım açısından, güvenlik üzerinde etkisi olan birçok kilit nokta, üretici tarafından dikkate alınmamıştır.Örneğin, kilit parçalarda yalıtım bandı yok, diyafram tasarımında kenar boşluğu veya yetersiz boşluk bırakılmış, pozitif ve negatif elektrotların kapasite oranının tasarımı mantıksız, alan oranının tasarımı pozitif ve negatif aktif maddeler makul değildir ve pabuç uzunluğunun tasarımı makul değildir, bu da pilin güvenliği için gizli tehlikeler oluşturabilir.Ayrıca hücrenin üretim sürecinde bazı hücre üreticileri, diyafram alanını küçültmek, bakır folyoyu, alüminyum folyoyu azaltmak ve diyaframı kullanmamak gibi maliyetlerden tasarruf etmek ve performansı artırmak için hammaddeleri biriktirmeye ve sıkıştırmaya çalışırlar. akünün güvenliğini azaltacak basınç tahliye vanası veya yalıtım bandı.

 

(4) Çok yüksek enerji yoğunluğu

Şu anda pazar, daha yüksek kapasiteli pil ürünlerinin peşinde.Ürünlerin rekabet gücünü artırmak için üreticiler, pil riskini büyük ölçüde artıran lityum iyon pillerin hacme özgü enerjisini geliştirmeye devam ediyor.


Gönderim zamanı: Kasım-06-2022