Литий батарейкалар акыркы 20 жылда эң тез өнүгүп келе жаткан батарейка системасы болуп саналат жана электрондук өнүмдөрдө кеңири колдонулат.Уюлдук телефондордун жана ноутбуктардын акыркы жарылуусу, негизинен, батареянын жарылуусу болуп саналат.Уюлдук телефондун жана ноутбуктун батарейкалары кандай болот, алар кандай иштейт, эмне үчүн жарылат жана алардан кантип сактануу керек.
Терс таасирлер литий клеткасы 4,2V жогору чыңалууга ашыкча заряддалганда пайда боло баштайт.Ашыкча заряддын басымы канчалык жогору болсо, коркунуч ошончолук жогору болот.4,2V жогору чыңалууларда, литий атомдорунун жарымынан азы катод материалында калганда, сактоочу клетка көбүнчө кулап, батареянын кубаттуулугунун туруктуу төмөндөшүнө алып келет.Эгер заряд улана берсе, андан кийинки литий металлдары катод материалынын бетине үйүлүп калат, анткени катоддун сактоочу клеткасы литий атомдоруна толуп калган.Бул литий атомдору литий иондорунун багытында катоддун бетинен дендриттик кристаллдарды өстүрүшөт.Литий кристаллдары диафрагма кагазы аркылуу өтүп, анод менен катодду кыскартат.Кээде батарея кыска туташуу пайда боло электе жарылып кетет.Себеби ашыкча заряддоо процессинде электролиттер сыяктуу материалдар жарылып, газ пайда болуп, аккумулятордун корпусунун же басым клапанынын шишип, жарылуусуна алып келип, кычкылтек терс электроддун бетинде чогулган литий атомдору менен реакцияга кирип, жарылат.
Ошондуктан, литий батарейканы заряддоодо, чыңалуунун жогорку чегин коюу керек, батареянын иштөө мөөнөтүн, кубаттуулугун жана коопсуздугун эске алуу керек.идеалдуу заряддоо чыңалуу жогорку чеги 4.2V болуп саналат.Литий клеткалары зарядсызданганда төмөнкү чыңалуу чеги болушу керек.Клетканын чыңалуусу 2,4 Втан төмөн түшкөндө, материалдын бир бөлүгү бузула баштайт.Ал эми батарейка өзүн-өзү зарядсыздандырат, анткени, чыңалуу азыраак болот, ошондуктан, токтоп калуу үчүн 2,4V разрядтабоо жакшы.3.0V 2.4V чейин, литий батарейкалар өздөрүнүн кубаттуулугунун 3% гана бошотот.Ошондуктан, 3.0V идеалдуу разрядды өчүрүү чыңалуу болуп саналат.Заряддоо жана разряддоодо чыңалуу чегинен тышкары токтун чеги да керек.Ток өтө жогору болгондо, литий иондору сактоочу клеткага кирүүгө үлгүрбөй, материалдын бетинде чогулат.
Бул иондор электрондорго ээ болгондон кийин, алар материалдын бетинде литий атомдорун кристаллдаштырат, бул ашыкча заряддоо сыяктуу коркунучтуу.Батарея корпусу сынып калса, ал жарылат.Ошондуктан, литий-иондук батарейканы коргоо, жок эле дегенде, кубаттоо чыңалуунун жогорку чегин, разряддын төмөнкү чегин жана токтун жогорку чегин камтышы керек.Жалпысынан алганда, литий батареянын өзөгүнөн тышкары, бул үч коргоону камсыз кылуу үчүн, негизинен, коргоо плитасы болот.Бирок, бул үч коргоо коргоо табак, албетте, жетиштүү эмес, дүйнөлүк литий батарея жарылуу окуялар же тез-тез.Батарея системаларынын коопсуздугун камсыз кылуу үчүн, батареянын жарылуу себептерин кылдат талдоо керек.
жарылуунун себеби:
1. Чоң ички поляризация;
2.The полюс бөлүгү сууну жутуп жана электролит газ барабан менен жооп берет;
3.Электролиттин сапаты жана натыйжалуулугу;
суюк сайынуу 4.The суммасы жараяны талаптарына жооп бере албайт;
5. Лазердик ширетүү мөөрү аткаруу даярдоо жараянында начар болуп саналат, жана аба агып табылган.
6. Чаң жана уюл-даана чаң биринчи микрокыска райондук себеп жеңил болуп саналат;
жараян диапазонуна караганда 7.Positive жана терс табак жоон, кабыгы кыйын;
8. суюктук сайынуу мөөр проблемасы, болот шарынын начар мөөр аткаруу газ барабан алып келет;
9.Shell келген материалдык кабык дубал өтө жоон, кабык деформация жоондугуна таасир этет;
10. Сырттагы чөйрөнүн жогорку температурасы да жарылуунун негизги себеби болуп саналат.
жарылуу түрү
Жарылуунун түрүн талдоо Батареянын өзөгү жарылуунун түрлөрүн тышкы кыска туташуу, ички кыска туташуу жана ашыкча заряддоо деп классификациялоого болот.Бул жерде тышкы нерсе клетканын сырткы бөлүгүнө, анын ичинде ички батарейканын изоляциясынын начар дизайнынан келип чыккан кыска туташууга тиешелүү.Клетканын сыртында кыска туташуу болуп, электрондук компоненттер циклди үзө албай калганда, клетканын ичинде жогорку жылуулук пайда болуп, электролиттин бир бөлүгү, батареянын кабыгы бууланып кетет.Батареянын ички температурасы 135 градус Цельсийге чейин жогору болгондо, жакшы сапаттагы диафрагма кагазы жакшы тешикти жабат, электрохимиялык реакция токтотулат же дээрлик токтойт, ток түшөт, температура да жай төмөндөйт, ошентип жарылуудан сактайт. .Бирок жабылуу ылдамдыгы начар же такыр жабылбаган диафрагма кагазы аккумуляторду жылуу кармап, электролит көбүрөөк бууланып, акырында батареянын корпусун жарып жиберет, ал тургай батареянын температурасын материал күйүп кеткенге чейин көтөрөт. жана жарылат.Ички кыска туташуу, негизинен, жез фольга менен алюминий фольгасынын диафрагманы тешип өтүшүнөн же диафрагманы тешип өткөн литий атомдорунун дендриттик кристаллдарынан келип чыгат.
Бул кичинекей, ийне сымал металлдар микрокыска чынжырларды пайда кылышы мүмкүн.Ийне өтө ичке жана белгилүү бир каршылык маанисине ээ болгондуктан, токтун өтө чоң болушу шарт эмес.Жез алюминий фольгасынын бурчтары өндүрүш процессинде пайда болот.байкалган көрүнүш батареянын өтө тез агып жатат, жана алардын көбү клетка заводдор же чогултуу ишканалары тарабынан текшерилет.Ал эми бурчтары кичинекей болгондуктан, алар кээде күйүп кетип, батарейканы кадимки абалына келтирет.Ошондуктан, burr микро кыска туташуу менен шартталган жарылуу ыктымалдыгы жогору эмес.Мындай көрүнүш, көп учурда ар бир клетка заводдун ичинен заряддалышы мүмкүн, начар батареянын чыңалуу, бирок сейрек жарылуу, статистикалык колдоо алуу.Ошондуктан, ички кыска туташуу менен шартталган жарылуу, негизинен, ашыкча заряд менен шартталган.Ашыкча заряддалган арткы электрод барактын бардык жеринде ийне сымал литий металлынын кристаллдары бар болгондуктан, тешүү чекиттери бардык жерде жана микро-кыска туташуулар бардык жерде пайда болот.Демек, клетканын температурасы акырындык менен көтөрүлөт, акырында жогорку температура электролит газына айланат.Бул жагдай, температура материалдык күйүү жарылуу үчүн өтө жогору, же кабык биринчи сынган, ошондуктан аба жана литий металл катуу кычкылдануу, жарылуунун аягы болуп саналат.
Бирок ашыкча кубаттоодон улам келип чыккан ички кыска туташуудан келип чыккан мындай жарылуу кубаттоо учурунда сөзсүз түрдө боло бербейт.Батарея материалдарды күйгүзүп, батарейканын корпусун жарып кетүүгө жетиштүү газды чыгара электе, керектөөчүлөр кубаттоону токтотуп, телефондорун алып салышы мүмкүн.Көптөгөн кыска туташуулардан пайда болгон жылуулук батареяны жай жылытат жана бир аз убакыт өткөндөн кийин жарылып кетет.Керектөөчүлөрдүн жалпы сүрөттөлүшү, алар телефонду алып, анын абдан ысык экенин көрүп, андан кийин ыргытып, жарылып кеткен.Жогорудагы жарылуунун түрлөрүнө таянып, биз ашыкча заряддын алдын алууга, тышкы кыска туташуулардын алдын алууга жана клетканын коопсуздугун жакшыртууга басым жасай алабыз.Алардын ичинен ашыкча заряддын жана тышкы кыска туташуулардын алдын алуу электрондук коргоого кирет, ал аккумулятордук системанын жана аккумулятордун топтомунун дизайнына чоң байланыштуу.Клетка коопсуздугун жакшыртуунун негизги пункту клетка өндүрүүчүлөр менен жакшы мамиледе болгон химиялык жана механикалык коргоо болуп саналат.
Коопсуз жашыруун көйгөй
Литий-иондук батарейканын коопсуздугу клетканын материалынын табиятына гана эмес, ошондой эле даярдоо технологиясына жана батареяны колдонууга байланыштуу.Уюлдук телефондордун батарейкалары, бир жагынан, коргоо схемасынын иштен чыгышынан улам бат-баттан жарылат, бирок андан да маанилүүсү, материалдык жагы көйгөйдү түп тамырынан бери чече элек.
Кобальт кислотасы литий катодунун активдүү материалы кичинекей аккумуляторлордо абдан жетилген система болуп саналат, бирок толук заряддалгандан кийин аноддо дагы эле көп литий иондору бар, ашыкча заряддалганда аноддо калган литий ионунун анодго агылып келиши күтүлүүдө. , Катод дендритинде пайда болгон кобальт кислотасы литий батареясын ашыкча заряддоо натыйжасы, ал тургай, кадимки заряддоо жана разряд процессинде, дендриттерди пайда кылуу үчүн терс электроддо ашыкча литий иондору да болушу мүмкүн.Литий кобалаты материалынын теориялык өзгөчө энергиясы 270 мА/гдан ашат, бирок иш жүзүндөгү кубаттуулугу анын циклин камсыз кылуу үчүн теориялык кубаттуулуктун жарымын гана түзөт.Колдонуу процессинде кандайдыр бир себептерден улам (мисалы, башкаруу системасынын бузулушу) жана батарейканын заряддоо чыңалуусу өтө жогору болгондуктан, оң электроддогу литийдин калган бөлүгү электролит аркылуу терс электроддун бетине чыгарылат. дендриттерди пайда кылуу үчүн литий металлын чөктүрүүнүн формасы.Дендриттер диафрагманы тешип, ички кыска туташууларды түзүшөт.
Электролиттин негизги компоненти карбонат болуп саналат, анын тутануу жана кайноо температурасы төмөн.Ал белгилүү бир шарттарда күйүп же атүгүл жарылат.Эгерде батарейка ысып кетсе, ал электролиттеги карбонаттын кычкылданышына жана азайышына алып келет, натыйжада газ көп жана көбүрөөк жылуулук пайда болот.Эгерде коопсуздук клапаны жок болсо же коопсуздук клапан аркылуу газ чыгарылбаса, батареянын ички басымы кескин көтөрүлүп, жарылууну пайда кылат.
Полимердик электролит литий-иондук батарея коопсуздук маселесин түп-тамырынан бери чечпейт, литий кобальт кислотасы жана органикалык электролит да колдонулат, ал эми электролит коллоиддик, агып кетүү оңой эмес, катуу күйүү пайда болот, күйүү полимердик батареянын коопсуздугунун эң чоң көйгөйү.
Батареяны колдонууда да кээ бир көйгөйлөр бар.Тышкы же ички кыска туташуу бир нече жүз ампер ашыкча токту жаратышы мүмкүн.Тышкы кыска туташуу пайда болгондо, батарейка ошол замат чоң токту чыгарып, көп энергияны талап кылат жана ички каршылыкта чоң жылуулукту жаратат.Ички кыска туташуу чоң токту пайда кылып, температура көтөрүлүп, диафрагма эрип, кыска туташуу аймагы кеңейип, катаал циклди пайда кылат.
Литий-иондук батарейка бир клетка 3 ~ 4.2V жогорку жумушчу чыңалууга жетүү үчүн, чыңалуу 2V органикалык электролиттен чоңураак ажырашууну кабыл алышы керек жана жогорку ток, жогорку температура шарттарында органикалык электролит колдонуу электролизденет, электролиттик газ, натыйжада ички басымдын жогорулашына алып келет, олуттуу кабыкчадан өтүп кетет.
Ашыкча заряд литий металлын туташтырат, кабык жарылганда, аба менен түздөн-түз байланышта, күйүү пайда болот, ошол эле учурда электролит күйүп, күчтүү жалын, газдын тез кеңейиши, жарылуу.
Мындан тышкары, уюлдук телефондун литий-иондук батарейкасы үчүн туура эмес колдонуудан улам, мисалы, экструзия, таасир жана сууну алуу батареянын кеңейишине, деформациясына жана жаракаларына алып келет, бул батареянын кыска туташууларына алып келет, разряд же заряддоо процессинде жылуулук жарылуу менен.
Литий батареяларынын коопсуздугу:
Туура эмес колдонуудан улам ашыкча разряддан же ашыкча заряддан качуу үчүн, үч эселенген коргоо механизми бир литий-иондук батарейкада орнотулган.Алардын бири - коммутация элементтерин колдонуу, батареянын температурасы көтөрүлгөндө, анын каршылыгы жогорулайт, температура өтө жогору болгондо, автоматтык түрдө электр менен жабдууну токтотот;Экинчиси - тиешелүү бөлүүчү материалды тандоо, температура белгилүү бир мааниге жеткенде, бөлүмдөгү микрон тешикчелери автоматтык түрдө эрийт, литий иондору өтө албайт, батареянын ички реакциясы токтойт;Үчүнчүсү - коопсуздук клапанын орнотуу (башкача айтканда, батареянын үстүндөгү желдетүүчү тешик).Батареянын ички басымы белгилүү бир мааниге жеткенде, батареянын коопсуздугун камсыз кылуу үчүн коопсуздук клапаны автоматтык түрдө ачылат.
Кээде, батареянын өзү коопсуздукту көзөмөлдөө чараларына ээ болсо да, бирок кээ бир себептерден улам башкаруунун бузулушунан улам, коопсуздук клапанынын же газдын жоктугунан коопсуздук клапаны аркылуу чыгарууга убакыт жок, батареянын ички басымы кескин көтөрүлүп, жарылуу.Жалпысынан алганда, литий-иондук батарейкаларда сакталган жалпы энергия алардын коопсуздугуна тескери пропорционалдуу.Батареянын кубаттуулугу өскөн сайын батареянын көлөмү да көбөйүп, анын жылуулукту таркатуучу көрсөткүчтөрү начарлап, авариялардын ыктымалдыгы абдан көбөйөт.Уюлдук телефондордо колдонулган литий-иондук батарейкалар үчүн негизги талап болуп, коопсуздук кырсыктарынын ыктымалдыгы миллиондо бирден аз болушу керек, бул да коомчулукка алгылыктуу минималдуу стандарт.Чоң кубаттуулуктагы литий-иондук батарейкалар үчүн, өзгөчө унаалар үчүн, жылуулукту мажбурлап таркатууну кабыл алуу абдан маанилүү.
Молекулярдык түзүлүш боюнча коопсуз электрод материалдарын, литий марганец оксиди материалын тандоо, толук заряд абалында, оң электроддогу литий иондору терс көмүртек тешигине толугу менен киргизилип, дендриттердин пайда болушуна жол бербейт.Ошол эле учурда, литий марганец кислотасынын туруктуу түзүлүшү, анын кычкылдануу көрсөткүчү литий кобальт кислотасынан алда канча төмөн, литий кобальт кислотасынын ажыроо температурасы 100 ℃ ашык, ал тургай, тышкы тышкы кыска туташуу (ийне), тышкы кыска туташуу, ашыкча заряддоо, ошондой эле чөккөн литий металлдан улам күйүү жана жарылуу коркунучун толугу менен кача алат.
Мындан тышкары, литий манганат материалды пайдалануу да абдан баасын төмөндөтүүгө болот.
Учурдагы коопсуздукту көзөмөлдөө технологиясын жакшыртуу үчүн, биз биринчи кезекте чоң кубаттуулуктагы батарейкалар үчүн өзгөчө маанилүү болгон литий-иондук батарейканын ядросунун коопсуздук көрсөткүчтөрүн жакшыртуубуз керек.Жакшы термикалык жабуу көрсөткүчтөрү менен диафрагманы тандаңыз.Диафрагманын ролу литий иондорунун өтүшүнө жол берип, батареянын оң жана терс уюлдарын бөлүп алуу болуп саналат.Температура көтөрүлгөндө мембрана эрий электе жабылып, ички каршылыкты 2000 Омго чейин көтөрүп, ички реакцияны токтотот.Ички басым же температура алдын ала белгиленген стандартка жеткенде, жарылууга каршы клапан ачылып, ички газдын ашыкча топтолушуна, деформацияга жол бербөө үчүн басымды бошотуп баштайт жана акырында кабыктын жарылуусуна алып келет.Башкаруу сезгичтигин өркүндөтүңүз, сезгич башкаруу параметрлерин тандаңыз жана бир нече параметрлерди бириктирилген башкарууну кабыл алыңыз (бул чоң кубаттуулуктагы батарейкалар үчүн өзгөчө маанилүү).Чоң кубаттуулуктагы литий-иондук батарейканын пакети сериялык/параллелдүү бир нече клетканын курамы болуп саналат, мисалы, ноутбук компьютеринин чыңалуусу 10 Втан жогору, кубаттуулугу чоң, жалпысынан 3-4 бирдиктүү батарея сериясын колдонуу чыңалуу талаптарына жооп бере алат, андан кийин 2-3 сериясы чоң кубаттуулукту камсыз кылуу үчүн, батарейка пакетин параллелдүү.
Жогорку сыйымдуулуктагы батарейканын таңгагынын өзү салыштырмалуу кемчиликсиз коргоо функциясы менен жабдылышы керек, ошондой эле схемалык плата модулдарынын эки түрүн да эске алуу керек: ProtecTIonBoardPCB модулу жана SmartBatteryGaugeBoard модулу.Батареяны коргоонун бүт дизайнына төмөнкүлөр кирет: 1-деңгээлдеги коргоо IC (батареянын ашыкча зарядын, ашыкча зарядын, кыска туташууну болтурбоо), 2-деңгээлди коргоо IC (экинчи ашыкча чыңалуудан сактануу), сактагыч, LED көрсөткүчү, температураны жөнгө салуу жана башка компоненттер.Көп деңгээлдүү коргоо механизми боюнча, анормалдуу кубаттагыч жана ноутбук болгон учурда да, ноутбуктун батареясын автоматтык коргоо абалына гана которууга болот.Кырдаал олуттуу эмес болсо, анда ал көп учурда жарылбай сайылып, алынып салынгандан кийин кадимкидей иштейт.
Ноутбуктарда жана уюлдук телефондордо колдонулган литий-иондук батарейкаларда колдонулган негизги технология кооптуу жана коопсуз структураларды эске алуу керек.
Жыйынтыктап айтканда, материалдык технологиянын прогресси жана адамдардын литий-иондук батарейкаларды долбоорлоо, өндүрүү, сыноо жана колдонуу талаптарын тереңдетүү менен, литий-иондук батарейкалардын келечеги коопсуз болот.
Посттун убактысы: Мар-07-2022