Beskyttelsesforanstaltninger til lithiumbatterier

Når lithiumbatteriet er overopladet til en spænding over 4,2V, vil den begynde at have bivirkninger. Jo højere overopladningsspænding, jo højere er faren. Når lithiumcellespændingen er højere end 4,2V, er antallet af lithiumatomer, der er tilbage i katodematerialet, mindre end halvdelen, og lagringscellen kollapser ofte, hvilket får batteriet til at miste permanent kapacitet. Hvis opladningen fortsætter, akkumuleres det efterfølgende lithiummetal på overfladen af ​​anodematerialet, fordi anodecellen allerede er fyldt med lithiumatomer. Disse lithiumatomer vil dyrke dendritiske krystaller fra overfladen af ​​anoden i retning af lithiumionerne. Disse lithiummetalkrystaller passerer gennem membranen og kortlægger de positive og negative elektroder. Nogle gange eksploderer batteriet, før der opstår en kortslutning, fordi elektrolyt og andre materialer under overopladningsprocessen nedlades, hvilket får gas, hvilket får batteriskallen eller trykventilen til at udvide og sprænge, ​​hvilket gør det muligt for ilt at komme ind og reagere med de lithiumatomer, der er akkumuleret på overfladen af ​​anoden, og eksplodere.

Derfor skal den øverste spændingsgrænse, når den opladning af lithiumbatterier, skal tage hensyn til batteriets levetid, kapacitet og sikkerhed på samme tid. Den optimale øvre grænse for opladningsspænding er 4,2V. Der skal også være en lavere spændingsgrænse, når lithiumbatteriet celle udledes. Når cellespændingen er under 2,4V, begynder nogle materialer at blive ødelagt. Og fordi batteriet selv er selvskadet, jo længere tid det udskilles, jo lavere er spændingen, så det er bedst ikke at sætte det på 2,4V, før det stopper, når det aflades. I perioden fra 3,0V til 2,4V udladning tegner energien frigivet af lithiumbatterier kun for ca. 3% af batterikapaciteten. Derfor er 3.0V en ideel udladningsafskæringsspænding. Ved opladning og afladning er den aktuelle grænse også nødvendig for at opkræve og ud over spændingsgrænsen. Når strømmen er for høj, har lithiumioner ikke tid til at komme ind i lagercellen og akkumuleres på overfladen af ​​materialet.

Efter at disse lithiumioner får elektroner, producerer de lithiumatomkrystaller på overfladen af ​​materialet, som er lige så farligt som overopladning. I tilfælde af at batterihusene revner, eksploderer det. Derfor bør beskyttelsen af ​​lithium-ion-batterier omfatte: den øvre grænse for opladningsspændingen, den nedre grænse for udladningsspændingen og den øvre grænse for strømmen. Generelt i lithiumbatteripakken vil der ud over lithiumbatteriet celle være en beskyttende plade, der hovedsageligt giver disse tre beskyttelser. Imidlertid er disse tre beskyttelser af beskyttelsespladen åbenlyst ikke nok, og lithiumbatterieksplosioner er stadig hyppige rundt om i verden. For at sikre batterisystemets sikkerhed skal der udføres en mere omhyggelig analyse af årsagen til batterieksplosionen.