Hvad er foranstaltningerne for at forhindre eksplosionen af 4s lipo batteri?

Sikkerheden af 4s lipo batteri er et komplekst og omfattende problem. Den største skjulte fare ved sikkerheden af 4s lipo batteriet er den tilfældige interne kortslutning i 4s lipo batteriet, hvilket resulterer i fejl på stedet og termisk løbsk. Derfor er udvikling og brug af materialer med høj termisk stabilitet den grundlæggende måde og indsatsretning for at forbedre sikkerhedsydelsen af 4s lipo batteriet i fremtiden. Næste vil den professionelle 4s lipo batterileverandør CNHL detaljeret introducere dig til flere foranstaltninger til at forhindre 4s lipo batterieksplosion.

1. Forbedre den termiske stabilitet af 4s lipo batterimateriale

Katodematerialer kan forbedre den termiske stabilitet af katodematerialer ved at optimere syntesebetingelser, forbedre syntesemetoder og syntetisere materialer med god termisk stabilitet; eller ved at anvende kompositteknologi (såsom dopingteknologi) og overfladebelægningsteknologi (såsom belægningsteknologi).
Den termiske stabilitet af det negative elektrode materiale er relateret til typen af det negative elektrode materiale, størrelsen af materialepartiklerne og stabiliteten af SEI-filmen dannet af den negative elektrode. Hvis partiklerne fremstilles til en negativ elektrode efter en bestemt proportion, kan formålet med at udvide kontaktfladen mellem partiklerne, reducere elektrodeimpedansen, øge elektrodekapaciteten og mindske muligheden for udfældning af aktivt metallisk lithium opnås.

Kvaliteten af SEI-filmens dannelse påvirker direkte opladnings- og afladningsydelsen samt sikkerheden af 4s lipo-batteriet. Svag oxidation af overfladen af kulstofmaterialer, eller reduktion, doping, overflademodifikation af kulstofmaterialer og brugen af sfæriske eller fibrede kulstofmaterialer hjælper med forbedring af SEI-filmens kvalitet.
Stabiliteten af elektrolytten er relateret til typen af lithiumsalt og opløsningsmiddel. Den termiske stabilitet af 4s lipo-batteriet kan forbedres ved at bruge et lithiumsalt med god termisk stabilitet og et opløsningsmiddel med et bredt potentialestabilitetsvindue. Tilsætning af nogle højkogepunkt-, højflammpunkt- og ikke-brændbare opløsningsmidler til elektrolytten kan forbedre sikkerheden af 4s lipo-batteriet.
Typen og mængden af ledende middel og bindemiddel påvirker også den termiske stabilitet af 4s lipo-batteriet. Bindemidlet og lithium reagerer ved høj temperatur og genererer meget varme. Forskellige bindemidler har forskellige kalorieværdier, og kalorieværdien for PVDF er næsten nul. 2 gange fluorbindemiddel, at erstatte PVDF med fluor-frit bindemiddel kan forbedre den termiske stabilitet af 4s lipo-batteriet.

2. Forbedre 4s lipo-batteriets overopladningsbeskyttelsesevne

For at forhindre, at 4s lipo-batteriet bliver overopladet, bruges der normalt et dedikeret opladningskredsløb til at styre opladnings- og afladningsprocessen for 4s lipo-batteriet, eller der installeres en sikkerhedsventil på et enkelt 4s lipo-batteri for at give en større grad af overopladningsbeskyttelse; for det andet kan en positiv temperaturkoefficientmodstand (PTC) også anvendes, hvis mekanisme er, at når 4s lipo-batteriet opvarmes på grund af overopladning, øges den interne modstand i 4s lipo-batteriet, hvilket begrænser overopladningsstrømmen; en speciel membran kan også bruges, når temperaturen på membranen bliver for høj ved unormal tilstand i 4s lipo-batteriet, trækker membranens porer sig sammen og blokerer, hvilket forhindrer migration og overopladning af 4s lipo-batteriet.

3. Forhindre kortslutning af 4s lipo-batteri

For membranen er porøsiteten omkring 40%, og fordelingen er ensartet. Membranen med en pore størrelse på 10nm kan forhindre bevægelsen af små partikler fra positive og negative elektroder, hvilket forbedrer sikkerheden for 4s lipo-batteriet;
Isolationsspændingen for separatoren er direkte relateret til kontakten mellem de positive og negative elektroder. Isolationsspændingen for separatoren afhænger af materialet og strukturen af separatoren samt samlingsforholdene for 4s lipo-batteriet.
Brugen af kompositseparatorer (såsom PP/PE/PP) med en stor forskel mellem termisk lukketemperatur og smeltetemperatur kan forhindre termisk løbskhed i 4s lipo-batteri.

Overfladen af separatoren er belagt med et keramisk lag for at forbedre separatorens temperaturbestandighed. Ved at bruge lavsmeltende PE (125℃) til at lukke porerne ved lavere temperatur, kan PP (155℃) opretholde membranens form og mekaniske styrke, forhindre kontakt mellem positive og negative elektroder og sikre sikkerheden af 4s lipo batteriet.
Det er velkendt, at grafit-negativ elektroden bruges til at erstatte den metalliske lithium-negative elektrode, så udfældning og opløsning af lithium på overfladen af den negative elektrode under opladnings- og afladningsprocessen bliver indsættelse og udtrækning af lithium i kulstofpartiklerne, hvilket forhindrer dannelsen af lithiumdendritter.

Men det betyder ikke, at sikkerheden af 4s lipo batteriet er løst. Under opladningsprocessen af 4s lipo batteriet, hvis den positive elektrodekapacitet er for stor, vil metallisk lithium blive udfældet på overfladen af den negative elektrode, den negative elektrodekapacitet er for stor, og 4s lipo batteriets kapacitetstab er alvorligt.
Belægnings tykkelsen og dens ensartethed påvirker også indsættelsen og fjernelsen i det aktive materiale. For eksempel er overfladetætheden af den negative elektrode tyk og ujævn, så polarisationsstørrelsen er forskellig overalt under opladningsprocessen, og metallisk lithium kan lokalt udfældes på den negative elektrodeoverflade.
Derudover kan uhensigtsmæssige brugsforhold også forårsage kortslutning af 4s lipo batteriet. Under lavtemperaturforhold er udfældningshastigheden større end indsættelseshastigheden, hvilket fører til udfældning af metallisk lithium på elektrodeoverfladen og forårsager kortslutning. Derfor er kontrol af forholdet mellem positive og negative materialer og forbedring af belægningens ensartethed nøglen til at forhindre dannelse af lithiumdendritter.

Derudover kan krystalliseringen af bindemidlet og dannelsen af kobberdendritter også forårsage interne kortslutninger i 4s lipo batteriet. Under belægningsprocessen fjernes alt opløsningsmiddel i slurryen ved belægning, bagning og opvarmning. Hvis opvarmningstemperaturen er for høj, kan bindemidlet også krystallisere, hvilket vil få det aktive materiale til at skalle af og forårsage kortslutning inde i 4s lipo batteriet.
Under overafladningsforhold, når 4s lipo batteriet overaflades til 1-2V, begynder kobberfolien som den negative elektrode strømopsamler at opløses og udfældes på den positive elektrode. Intern kortslutning i lipo batteriet.
Ovenstående er alt indhold, der i dag præsenteres for dig af CNHL lithium 4s lipo batteriproducenter. Jeg håber, at ovenstående indhold kan hjælpe dig med bedre at forstå foranstaltningerne til at forhindre eksplosion af 4s lipo batteriet, så du kan bruge 4s lipo batteriet sikkert.
Mere information om lithiumbatterier kan findes nedenfor:
Detaljeret forklaring af 6s lipo batteri katodemateriale
Lipo batteri 3s styringssystem og dets nødvendighed