Welche Maßnahmen gibt es, um die Explosion einer 4s LiPo-Batterie zu verhindern?

Die Sicherheit der 4s Lipo-Batterie ist ein komplexes und umfassendes Problem. Die größte Gefahr für die Sicherheit der 4s Lipo-Batterie ist der zufällige interne Kurzschluss der 4s Lipo-Batterie, der zu einem Ausfall vor Ort und thermischem Durchgehen führt. Daher ist die Entwicklung und Verwendung von Materialien mit hoher thermischer Stabilität der grundlegende Weg und die Richtung der Bemühungen, die Sicherheitsleistung der 4s Lipo-Batterie in Zukunft zu verbessern. Im Folgenden wird der professionelle 4s Lipo-Batterie-Lieferant CNHL Ihnen mehrere Maßnahmen zur Verhinderung von 4s Lipo-Batterie-Explosionen ausführlich vorstellen.

1. Verbesserung der thermischen Stabilität des 4s Lipo-Batteriematerials

Kathodenmaterialien können die thermische Stabilität der Kathodenmaterialien durch Optimierung der Synthesebedingungen, Verbesserung der Synthesemethoden und Synthese von Materialien mit guter thermischer Stabilität verbessern; oder durch Verwendung von Verbundtechnologie (wie Dotierungstechnologie) und Oberflächenbeschichtungstechnologie (wie Beschichtungstechnologie).
Die thermische Stabilität des Materials der negativen Elektrode hängt von der Art des Materials der negativen Elektrode, der Größe der Materialpartikel und der Stabilität des durch die negative Elektrode gebildeten SEI-Films ab. Wenn die Partikel nach einem bestimmten Verhältnis zu einer negativen Elektrode verarbeitet werden, kann das Ziel erreicht werden, die Kontaktfläche zwischen den Partikeln zu vergrößern, den Elektrodenwiderstand zu verringern, die Elektrodenkapazität zu erhöhen und die Möglichkeit der Ausscheidung von aktivem metallischem Lithium zu reduzieren.

Die Qualität der SEI-Filmbildung beeinflusst direkt die Lade- und Entladeleistung sowie die Sicherheit der 4s Lipo-Batterie. Schwache Oxidation der Oberfläche von Kohlenstoffmaterialien oder Reduktion, Dotierung, Oberflächenmodifikation von Kohlenstoffmaterialien und die Verwendung von kugelförmigen oder faserigen Kohlenstoffmaterialien tragen zur Verbesserung der SEI-Filmqualität bei.
Die Stabilität des Elektrolyten hängt von der Art des Lithiumsalzes und des Lösungsmittels ab. Die thermische Stabilität der 4s Lipo-Batterie kann durch die Verwendung eines Lithiumsalzes mit guter thermischer Stabilität und eines Lösungsmittels mit einem breiten Potentialstabilitätsfenster verbessert werden. Das Hinzufügen einiger hochsiedender, hochentzündlicher und nicht brennbarer Lösungsmittel zum Elektrolyten kann die Sicherheit der 4s Lipo-Batterie verbessern.
Die Art und Menge des leitfähigen Zusatzstoffs und des Bindemittels beeinflussen ebenfalls die thermische Stabilität der 4s Lipo-Batterie. Das Bindemittel reagiert bei hoher Temperatur mit Lithium und erzeugt viel Wärme. Verschiedene Bindemittel haben unterschiedliche Heizwerte, und der Heizwert von PVDF ist nahezu null. Zweifach fluoriertes Bindemittel, der Ersatz von PVDF durch fluorfreies Bindemittel kann die thermische Stabilität der 4s Lipo-Batterie verbessern.

2. Verbesserung der Überladeschutzfähigkeit der 4s Lipo-Batterie

Um eine Überladung der 4s Lipo-Batterie zu verhindern, wird üblicherweise ein spezieller Ladekreis verwendet, um den Lade- und Entladevorgang der 4s Lipo-Batterie zu steuern, oder es wird ein Sicherheitsventil an einer einzelnen 4s Lipo-Batterie installiert, um einen höheren Überladeschutz zu bieten; zweitens kann auch ein positiver Temperaturkoeffizient-Widerstand (PTC) verwendet werden, dessen Mechanismus darin besteht, dass bei Überhitzung der 4s Lipo-Batterie durch Überladung der Innenwiderstand der 4s Lipo-Batterie erhöht wird, wodurch der Überladestrom begrenzt wird; es kann auch eine spezielle Membran verwendet werden, die bei abnormal hoher Temperatur der 4s Lipo-Batterie schrumpft und die Poren der Membran blockiert, um die Migration zu verhindern und eine Überladung der 4s Lipo-Batterie zu vermeiden.

3. Kurzschluss der 4s Lipo-Batterie verhindern

Für die Membran beträgt die Porosität etwa 40 % und die Verteilung ist gleichmäßig. Die Membran mit einer Porengröße von 10 nm kann die Bewegung kleiner Partikel der positiven und negativen Elektroden verhindern und dadurch die Sicherheit der 4s Lipo-Batterie verbessern;
Die Isolationsspannung des Separators steht in direktem Zusammenhang mit dem Kontakt zwischen der positiven und negativen Elektrode. Die Isolationsspannung des Separators hängt vom Material und der Struktur des Separators sowie von den Montagebedingungen der 4s Lipo-Batterie ab.
Die Verwendung von Verbundseparatoren (wie PP/PE/PP) mit einem großen Unterschied zwischen thermischer Schließtemperatur und Schmelztemperatur kann ein thermisches Durchgehen der 4s Lipo-Batterie verhindern.

Die Oberfläche des Separators ist mit einer keramischen Schicht beschichtet, um die Temperaturbeständigkeit des Separators zu verbessern. Die Verwendung von PE mit niedrigem Schmelzpunkt (125℃) verschließt die Poren bei niedrigerer Temperatur, PP (155℃) kann die Form und mechanische Festigkeit der Membran erhalten, den Kontakt zwischen positiver und negativer Elektrode verhindern und die Sicherheit des 4s Lipo-Akkus gewährleisten.
Es ist bekannt, dass die Graphit-Negativelektrode verwendet wird, um die metallische Lithium-Negativelektrode zu ersetzen, sodass die Ablagerung und Auflösung von Lithium auf der Oberfläche der negativen Elektrode während des Lade- und Entladevorgangs zur Einlagerung und Extraktion von Lithium in den Kohlenstoffpartikeln wird, was die Bildung von Lithiumdendriten verhindert.

Das bedeutet jedoch nicht, dass die Sicherheit des 4s Lipo-Akkus gelöst ist. Während des Ladevorgangs des 4s Lipo-Akkus wird, wenn die Kapazität der positiven Elektrode zu groß ist, metallisches Lithium auf der Oberfläche der negativen Elektrode abgeschieden, die Kapazität der negativen Elektrode ist zu hoch, und der Kapazitätsverlust des 4s Lipo-Akkus ist erheblich.
Die Beschichtungsdicke und deren Gleichmäßigkeit beeinflussen ebenfalls die Einlagerung und Auslagerung im aktiven Material. Zum Beispiel ist die Oberflächendichte der negativen Elektrode dick und ungleichmäßig, sodass die Polarisationsgröße während des Ladevorgangs überall unterschiedlich ist und metallisches Lithium lokal auf der Oberfläche der negativen Elektrode abgeschieden werden kann.
Darüber hinaus können auch unsachgemäße Nutzungsbedingungen einen Kurzschluss des 4s Lipo-Akkus verursachen. Unter Niedertemperaturbedingungen ist die Ablagerungsrate größer als die Einlagerungsrate, was zur Ablagerung von metallischem Lithium auf der Elektrodenoberfläche führt und einen Kurzschluss verursacht. Daher sind die Kontrolle des Verhältnisses von positiven und negativen Materialien sowie die Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Beschichtung entscheidend, um die Bildung von Lithiumdendriten zu verhindern.

Außerdem können die Kristallisation des Bindemittels und die Bildung von Kupferdendriten ebenfalls interne Kurzschlüsse im 4s Lipo-Akku verursachen. Im Beschichtungsprozess wird das gesamte Lösungsmittel in der Suspension durch Beschichten, Backen und Erhitzen entfernt. Wenn die Erhitzungstemperatur zu hoch ist, kann das Bindemittel ebenfalls kristallisieren, was dazu führt, dass das aktive Material abblättert und einen Kurzschluss im Inneren des 4s Lipo-Akkus verursacht.
Unter Überentladungsbedingungen, wenn der 4s Lipo-Akku auf 1-2V überentladen wird, beginnt die Kupferfolie als negativer Elektrodenstromsammler sich aufzulösen und am positiven Pol auszufällen. Interner Kurzschluss des Lipo-Akkus.
Das Obige ist der gesamte Inhalt, den Ihnen heute die CNHL Lithium 4s Lipo-Akku-Hersteller präsentieren. Ich hoffe, der obige Inhalt kann Ihnen helfen, die Maßnahmen zur Verhinderung der Explosion des 4s Lipo-Akkus besser zu verstehen, damit Sie den 4s Lipo-Akku sicher verwenden können.
Weitere Informationen über Lithiumbatterien finden Sie unten:
Detaillierte Erklärung des Kathodenmaterials der 6s LiPo-Batterie
Lipo-Akku 3s-Managementsystem und seine Notwendigkeit