Środki ochronne dla baterii litowych

Po przepełnieniu ogniwa akumulatora litowego do napięcia powyżej 4,2 V, zacznie się mieć skutki uboczne. Im wyższe napięcie ładowania, tym wyższe niebezpieczeństwo. Gdy napięcie litowo -komórek jest wyższe niż 4,2 V, liczba atomów litowych pozostałych w materiale katodowym jest mniejsza niż połowa, a ogniwo przechowywania często się zawalają, powodując utratę pojemności stałej. Jeśli ładowanie będzie się utrzymywało, późniejszy metal litowy gromadzi się na powierzchni materiału anody, ponieważ komórka anodowa jest już wypełniona atomami litowymi. Te atomy litu będą wyhodować kryształy dendrytyczne z powierzchni anody w kierunku jonów litowych. Te kryształy litowe przechodzą przez przeponę, zwracając elektrody dodatnie i ujemne. Czasami akumulator eksploduje przed wystąpieniem zwarcia, ponieważ podczas procesu przepełnienia elektrolit i inne materiały rozkładają się w celu wytworzenia gazu, powodując rozszerzenie i pęknięcie zaworu akumulatora, umożliwiając wejście i reagowanie tlenu i reagowanie z atomami litowymi gromadzącymi się na powierzchni anody, a następnie eksplodować.

Dlatego przy ładowaniu baterii litowych należy jednocześnie ustalić górny limit napięcia, aby uwzględnić żywotność, pojemność i bezpieczeństwo baterii. Optymalny górny limit napięcia ładowania wynosi 4,2 V. Należy również istnieć niższy limit napięcia, gdy ogniwo akumulatora litowego jest rozładowywane. Gdy napięcie komórkowe jest poniżej 2,4 V, niektóre materiały zaczną być niszczone. A ponieważ bateria będzie się odprowadzać, im dłużej jest rozładowywana, im niższe napięcie, więc najlepiej nie powodować 2,4 V przed zatrzymaniem się podczas rozładowania. W okresie od rozładowania od 3,0 V do 2,4 V energia uwalniana przez baterie litowe stanowi tylko około 3% pojemności baterii. Dlatego 3,0 V jest idealnym napięciem odcięcia rozładowania. Podczas ładowania i rozładowywania, oprócz limitu napięcia, konieczny jest również limit prądu. Gdy prąd jest zbyt wysoki, jony litowe nie mają czasu na wejście do komórki magazynowej i gromadzą się na powierzchni materiału.

Po tym, jak te jony litowe zyskują elektrony, wytwarzają kryształy atomu litowego na powierzchni materiału, który jest tak niebezpieczny jak nadmierne ładowanie. W przypadku pęknięć obudowy baterii eksploduje. Dlatego ochrona akumulatorów litowo-jonowych powinna obejmować: górną granicę napięcia ładowania, dolną granicę napięcia rozładowania i górną granicę prądu. Zasadniczo w pakiecie akumulatorów litowych, oprócz ogniwa baterii litowej, będzie płyta ochronna, która głównie zapewnia te trzy zabezpieczenia. Jednak te trzy zabezpieczenia płyty ochronnej są oczywiście niewystarczające, a eksplozje baterii litowej są nadal częste na całym świecie. Aby zapewnić bezpieczeństwo systemu akumulatora, należy przeprowadzić dokładniejszą analizę przyczyny eksplozji akumulatora.