مقدمه:
باتری‌های لیتیومیباتری‌های لیتیومی به بخش جدایی‌ناپذیر زندگی روزمره ما تبدیل شده‌اند و همه چیز را از تلفن‌های هوشمند و لپ‌تاپ‌ها گرفته تا وسایل نقلیه الکتریکی و سیستم‌های ذخیره انرژی تغذیه می‌کنند. باتری‌های لیتیومی به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما مواردی از آتش‌سوزی و انفجار وجود داشته است که اگرچه نادر است، اما نگرانی‌هایی را در مورد ایمنی آنها ایجاد کرده است. درک عواملی که ممکن است منجر به چنین حوادثی شوند، برای اطمینان از استفاده ایمن و قابل اعتماد از باتری‌های لیتیومی بسیار مهم است.
انفجار باتری‌های لیتیومی یک مسئله ایمنی جدی است و علل وقوع آنها پیچیده و متنوع است که عمدتاً شامل عوامل داخلی و خارجی می‌شود.
عوامل داخلی
اتصال کوتاه داخلی
ظرفیت ناکافی الکترود منفی: هنگامی که ظرفیت الکترود منفی الکترود مثبت باتری لیتیومی کافی نباشد، اتم‌های لیتیوم تولید شده در حین شارژ نمی‌توانند وارد ساختار بین لایه‌ای گرافیت الکترود منفی شوند و روی سطح الکترود منفی رسوب کرده و کریستال تشکیل می‌دهند. تجمع طولانی مدت این کریستال‌ها ممکن است باعث اتصال کوتاه، تخلیه سریع باتری، تولید گرمای زیاد، سوختن دیافراگم و سپس انفجار شود.
جذب آب الکترود و واکنش الکترولیت: پس از جذب آب توسط الکترود، ممکن است با الکترولیت واکنش داده و برآمدگی‌های هوا ایجاد کند که این امر می‌تواند باعث اتصال کوتاه داخلی شود.
مشکلات الکترولیت: کیفیت و عملکرد خود الکترولیت و همچنین مقدار مایع تزریق شده در حین تزریق که الزامات فرآیند را برآورده نمی‌کند، ممکن است بر ایمنی باتری تأثیر بگذارد.
ناخالصی‌ها در فرآیند تولید: ناخالصی‌ها، گرد و غبار و غیره که ممکن است در طول فرآیند تولید باتری وجود داشته باشند، ممکن است باعث ایجاد مدارهای کوتاه میکرو نیز شوند.
فرار حرارتی
وقتی فرار حرارتی درون یک باتری لیتیومی رخ می‌دهد، یک واکنش شیمیایی گرمازا بین مواد داخلی باتری رخ می‌دهد و گازهای قابل اشتعال مانند هیدروژن، مونوکسید کربن و متان تولید می‌شوند. این واکنش‌ها منجر به واکنش‌های جانبی جدید می‌شوند و یک چرخه معیوب را تشکیل می‌دهند که باعث افزایش شدید دما و فشار درون باتری و در نهایت انفجار می‌شود.
شارژ بیش از حد باتری در دراز مدت
در شرایط شارژ طولانی مدت، شارژ بیش از حد و جریان بیش از حد ممکن است منجر به دما و فشار بالا نیز شود که به نوبه خود ممکن است خطرات ایمنی ایجاد کند.
عوامل خارجی
اتصال کوتاه خارجی
اگرچه مدارهای کوتاه خارجی به ندرت مستقیماً باعث فرار حرارتی باتری می‌شوند، اما مدارهای کوتاه خارجی طولانی مدت ممکن است باعث سوختن نقاط اتصال ضعیف در مدار شوند که به نوبه خود ممکن است مشکلات ایمنی جدی‌تری ایجاد کند.
دمای بالای خارجی
در محیط‌های با دمای بالا، حلال الکترولیت باتری‌های لیتیومی سریع‌تر تبخیر می‌شود، مواد الکترود منبسط می‌شوند و مقاومت داخلی افزایش می‌یابد که ممکن است باعث نشتی، اتصال کوتاه و غیره شود و در نتیجه باعث انفجار یا آتش‌سوزی شود.
لرزش یا آسیب مکانیکی
وقتی باتری‌های لیتیومی در حین حمل و نقل، استفاده یا نگهداری در معرض لرزش مکانیکی شدید یا آسیب قرار می‌گیرند، ممکن است دیافراگم یا الکترولیت باتری آسیب ببیند و در نتیجه تماس مستقیم بین فلز لیتیوم و الکترولیت ایجاد شود که باعث واکنش گرمازا و در نهایت انفجار یا آتش‌سوزی می‌شود.
مشکل شارژ
شارژ بیش از حد: مدار محافظ از کنترل خارج شده یا کابینت تشخیص از کنترل خارج شده است و باعث می‌شود ولتاژ شارژ بیشتر از ولتاژ نامی باتری شود و در نتیجه تجزیه الکترولیت، واکنش‌های شدید درون باتری و افزایش سریع فشار داخلی باتری رخ دهد که می‌تواند باعث انفجار شود.
جریان بیش از حد: جریان شارژ بیش از حد ممکن است باعث شود یون‌های لیتیوم زمان کافی برای نفوذ به قطعه قطبی را نداشته باشند و فلز لیتیوم روی سطح قطعه قطبی تشکیل شود و به دیافراگم نفوذ کند و باعث اتصال کوتاه مستقیم بین قطب‌های مثبت و منفی و انفجار شود.
نتیجه‌گیری
علل انفجار باتری‌های لیتیومی شامل اتصال کوتاه داخلی، فرار حرارتی، شارژ بیش از حد طولانی مدت سلول باتری، اتصال کوتاه خارجی، دمای بالای خارجی، لرزش یا آسیب مکانیکی، مشکلات شارژ و سایر جنبه‌ها است. بنابراین، هنگام استفاده و نگهداری از باتری‌های لیتیومی، لازم است که به شدت از مقررات ایمنی مربوطه پیروی شود تا ایمنی و پایداری باتری تضمین شود. در عین حال، تقویت نظارت ایمنی و اقدامات پیشگیرانه نیز از ابزارهای مهم برای جلوگیری از انفجار باتری‌های لیتیومی هستند.
Heltec Energy شریک قابل اعتماد شما در تولید باتری است. با تمرکز بی‌وقفه ما بر تحقیق و توسعه، همراه با طیف گسترده‌ای از لوازم جانبی باتری، ما راه‌حل‌های جامعی را برای رفع نیازهای در حال تحول صنعت ارائه می‌دهیم. تعهد ما به تعالی، راه‌حل‌های متناسب و مشارکت قوی با مشتری، ما را به انتخاب اول تولیدکنندگان و تأمین‌کنندگان باتری در سراسر جهان تبدیل کرده است.
اگر سوالی دارید یا مایل به کسب اطلاعات بیشتر هستید، لطفاً دریغ نکنیدبه ما برسید.
درخواست قیمت:
ژاکلین:jacqueline@heltec-bms.com/ +۸۶ ۱۸۵ ۸۳۷۵ ۶۵۳۸
سوکره:sucre@heltec-bms.com/ +۸۶ ۱۳۶ ۸۸۴۴ ۲۳۱۳
نانسی:nancy@heltec-bms.com/ +۸۶ ۱۸۴ ۸۲۲۳ ۷۷۱۳
زمان ارسال: ۲۴ ژوئیه ۲۰۲۴