Uzroci eksplozije litijumske baterije
Kako opseg primene litijumskih baterija postaje sve širi i širi, s vremena na vreme dolazi do eksplozija litijumskih baterija. Da bi se osigurala sigurnost akumulatorskog sistema, razlozi za eksploziju baterije moraju se pažljivije analizirati. Razlozi za eksploziju litijumskih baterija su verovatno sledeći:
1. Polovi unutrašnje litijumske baterije su visoko polarizovani, što uzrokuje unutrašnji kratki spoj litijumske baterije da izazove eksploziju;
2. Polni deo litijumske baterije upija vodu i reaguje sa elektrolitom. Gasni bubanj izaziva unutrašnji kratki spoj litijumske baterije i izaziva eksploziju;
3. Kvalitet i performanse samog elektrolita uzrokuju da unutrašnji kratki spoj litijumske baterije izazove eksploziju;
4. Količina tečnosti koja se ubrizgava ne može da zadovolji tehnološke uslove pri ubrizgavanju tečnosti;
5. U procesu montaže, lasersko zavarivanje ima loše performanse zaptivanja i curenje vazduha prilikom merenja curenja vazduha;
6. Prašina i prašina od stubova će verovatno prvo izazvati mikro kratke spojeve;
7. Pozitivne i negativne ploče su deblje od opsega procesa, što otežava ulazak u školjku;
8. Problem zaptivanja ubrizgavanja tečnosti, loše performanse zaptivanja čelične kugle dovodi do ispupčenja vazduha;
9. Zid školjke je previše debeo u ulaznom materijalu školjke, a deformacija školjke utiče na debljinu;
10. Eksplozija izazvana spoljnim kratkim spojem;
11. Previsoka spoljna temperatura je takođe glavni uzrok eksplozije.
Tip eksplozije litijumske baterije
Analiza tipa eksplozije Tipovi eksplozije baterijske ćelije mogu se sumirati u tri tipa: eksterni kratki spoj, unutrašnji kratki spoj i prekomerno punjenje. Spoljašnjost se ovde odnosi na spoljašnjost ćelije baterije, uključujući kratke spojeve uzrokovane lošim dizajnom unutrašnje izolacije baterije. Kada dođe do kratkog spoja na spoljašnjoj strani ćelije i elektronske komponente ne uspeju da prekinu strujno kolo, unutar ćelije će se stvoriti visoka toplota, što će prouzrokovati da deo elektrolita ispari i proširi omotač baterije. Kada unutrašnja temperatura baterije dostigne 135 stepeni Celzijusa, kvalitetan dijafragm papir će zatvoriti pore, elektrohemijska reakcija će biti prekinuta ili skoro prekinuta, struja će naglo pasti, a temperatura će polako pasti, izbegavajući tako eksploziju. Međutim, brzina zatvaranja pora je suviše slaba, ili pore uopšte nisu zatvorene, temperatura baterije će nastaviti da raste, više elektrolita će ispariti, i konačno će se omotač baterije slomiti, a temperatura baterije će se čak i povećati. Materijal gori i eksplodira. Unutrašnji kratki spoj je uglavnom uzrokovan izbočinama bakarne folije i aluminijumske folije koje probijaju dijafragmu, ili dendritskim kristalima atoma litijuma koji probijaju dijafragmu.
Ovi sitni metali nalik igli mogu izazvati mikro kratke spojeve. Pošto je igla veoma tanka i ima određenu vrednost otpora, struja nije nužno velika. Neravnine od bakarne i aluminijumske folije nastaju proizvodnim procesom. Uočljiv fenomen je da baterija prebrzo curi, a većinu toga može pregledati fabrika baterija ili fabrika za montažu. Štaviše, zbog malih neravnina, ponekad se spaljuju, zbog čega se baterija vraća u normalu. Prema tome, verovatnoća eksplozije izazvane mikro-kratkim spojem bura nije velika. Ova konstatacija se vidi iz činjenice da u raznim fabrikama baterija često ima loših baterija niskog napona ubrzo nakon punjenja, ali je malo eksplozija, što potkrepljuje i statistika. Zbog toga je eksplozija izazvana unutrašnjim kratkim spojem uglavnom uzrokovana prekomernim punjenjem.
Jer, nakon prekomernog punjenja, svuda na stubu ima igličastih litijum metalnih kristala, tačke pirsinga su svuda, a mikro kratki spojevi se javljaju svuda. Zbog toga će se temperatura baterije postepeno povećavati, a na kraju će visoka temperatura izazvati gasoviti elektrolit. U ovom slučaju, bez obzira da li je temperatura previsoka da izazove sagorevanje i eksploziju materijala, ili je školjka prvo slomljena, uzrokujući da vazduh uđe i oksidira metal litijum, to je eksplozija. Međutim, eksplozija izazvana unutrašnjim kratkim spojem izazvanim prekomernim punjenjem ne mora da se desi u trenutku punjenja. Moguće je da kada temperatura baterije nije dovoljno visoka da sagore materijal, a gas koji se stvara nije dovoljan da razbije kućište baterije, potrošač će prestati da se puni i izvadi mobilni telefon. U ovom trenutku, toplota koju stvaraju brojni mikrokratki spojevi polako podiže temperaturu baterije i ona eksplodira nakon nekog vremenskog perioda. Uobičajeni opis potrošača je da kada podignu telefon, otkriju da je telefon veoma vruć i da eksplodira nakon što ga bace.
Na osnovu gore navedenih vrsta eksplozija, možemo se fokusirati na tri aspekta zaštite od eksplozije: sprečavanje prekomernog punjenja, sprečavanje spoljašnjih kratkih spojeva i poboljšanje bezbednosti ćelije. Među njima, prevencija prekomernog punjenja i spoljna prevencija kratkog spoja spadaju u elektronsku zaštitu, koja ima veći odnos sa dizajnom sistema baterija i sklopom baterije. Fokus poboljšanja bezbednosti baterijskih ćelija je hemijska i mehanička zaštita, koja ima veći odnos sa proizvođačima baterijskih ćelija.
