Seguridad y Soluciones de Ion Lithium Power Pack

Además de los precios elevados, los rangos de manejo bajos y la infraestructura de carga y conmutación insuficiente, la seguridad del paquete de energía de iones de litio es una preocupación importante para los clientes y expertos durante el desarrollo de vehículos de nueva energía. Este problema también tiene un impacto en la promoción de la energía del paquete de energía de iones de litio. La clave para lidiar con la seguridad de la batería de iones de litio de los power-ups es la creación de electrolitos a prueba de cortocircuitos, sobrecargas, fugas térmicas, combustión y no inflamables.

Ⅰ. El mecanismo del comportamiento peligroso del paquete de energía de iones de litio

1. Además de los eventos regulares de carga y descarga, el paquete de energía de iones de litio contiene varias posibles reacciones secundarias exotérmicas. Estas reacciones secundarias exotérmicas se inician fácilmente cuando la temperatura de la batería de iones de litio del ups o el voltaje de carga es demasiado alto.

2. Los efectos secundarios importantes del sobrecalentamiento de la batería de iones de litio incluyen: a temperaturas superiores a 130 °C, el recubrimiento SEI se descompone, lo que hace que el electrolito se desintegre y libere cantidades sustanciales de calor en la superficie expuesta del cátodo de carbón altamente activado. Mientras tanto, la temperatura de la batería de iones de litio del in ups aumenta. Esta es la fuente de la fuga térmica de la batería.

3. La descomposición térmica exotérmica del estado de carga del electrodo positivo, junto con la posterior descomposición del electrolito impulsada por el oxígeno activo, aumentó la acumulación de calor dentro de la batería de iones de litio del ups, lo que fomentó la fuga térmica.

4. La degradación térmica del electrolito da como resultado la descomposición exotérmica del electrolito, lo que hace que la temperatura de la batería aumente más rápido, de modo que el aglutinante de la batería de iones de litio del ups reacciona con el electrodo negativo altamente reactivo. La reacción entre LixC6 y PVDF comienza alrededor de los 240 °C, con una temperatura máxima de 290 °C y un calor de reacción de 1500 J/g. La degradación oxidativa del electrolito orgánico y el desarrollo de pequeñas moléculas orgánicas de gas, que dan como resultado un aumento en la temperatura y la presión interna de la batería, son reacciones secundarias de sobrecarga clave.

5. Cuando la tasa de generación de calor de la reacción lateral exotérmica excede la tasa de disipación de calor del paquete de energía de iones de litio, la temperatura interna de la batería aumenta rápidamente y entra en un estado de autocalentamiento incontrolable, conocido como fuga térmica, que conduce a la batería. combustión. Cuanto más lenta sea la disipación de calor, mayor será la salida de calor de una batería más gruesa y más grande, y más probable es que plantee problemas de seguridad.

Ⅱ. Factores que hacen que el paquete de energía de iones de litio se comporte de manera peligrosa

Las siguientes tres circunstancias son las causas más comunes de cortocircuitos:

1) polvo conductivo de la superficie del diafragma del paquete de energía de iones de litio, desalineación de electrodos positivos y negativos, rebabas de electrodos, distribución desigual de electrolitos y otros factores del proceso;

2) impurezas metálicas en el material;

3) carga a baja temperatura, carga de alta corriente, disminución demasiado rápida del rendimiento del electrodo negativo, lo que provoca precipitación de litio en la superficie del electrodo negativo, vibración o colisión, y otros procesos de aplicación.

Existen otros problemas de sobrecarga, incluida la sobrecarga local de una fuente de alimentación de iones de litio inducida por una carga de alta corriente, la sobrecarga local provocada por un revestimiento de electrodos y una distribución de electrolitos desiguales, y factores de sobrecarga como el rápido deterioro del rendimiento del electrodo positivo.

Ⅲ. Precauciones de seguridad en la comercialización de la fuente de alimentación de iones de litio

Para la seguridad del paquete de energía de iones de litio, debido a que la ruptura térmica del material del cátodo es solo una parte de la reacción térmica fuera de control, la batería de iones de litio de fosfato de hierro no es completamente segura desde un punto de vista teórico. Las baterías de gran capacidad instaladas en los automóviles deben ser cautelosas.

En segundo lugar, debido a la probabilidad de detección de la batería, ni siquiera se puede garantizar que el paquete de energía de iones de litio que pasa las pruebas de seguridad sea completamente seguro. Se debe evaluar la seguridad de las baterías que se han sometido a carga a baja temperatura, así como de los módulos y paquetes de baterías, después de un número determinado de semanas de ciclos completos de carga y descarga.

Además, los fabricantes intentan mantener la temperatura ambiente del paquete de energía de iones de litio en el rango de 2045 °C tanto como sea posible durante el uso del paquete de energía, lo que no solo mejora la vida útil y la confiabilidad de la batería, sino que también evita cortocircuitos. circuito y problemas de fuga térmica a alta temperatura causados por la precipitación de litio a baja temperatura.