Mitkä ovat toimenpiteet 4s lipo-akun räjähdyksen estämiseksi?

4s lipo-akun turvallisuus on monimutkainen ja kokonaisvaltainen ongelma. Suurin piilevä vaara 4s lipo-akun turvallisuudessa on 4s lipo-akun satunnainen sisäinen oikosulku, joka johtaa paikalliseen vikaantumiseen ja lämpöjuoksuun. Siksi korkean lämmönkestävyyden omaavien materiaalien kehittäminen ja käyttö on peruskeino ja suunta, johon pyritään parantamaan 4s lipo-akun turvallisuutta tulevaisuudessa. Seuraavaksi ammattimainen 4s lipo-akkujen toimittaja CNHL esittelee sinulle yksityiskohtaisesti useita toimenpiteitä 4s lipo-akun räjähdyksen estämiseksi.

1. Paranna 4s lipo-akun materiaalin lämmönkestävyyttä

Katodimateriaalit voivat parantaa katodimateriaalien lämmönkestävyyttä optimoimalla synteesiehdot, parantamalla synteesimenetelmiä ja synteettämällä materiaaleja, joilla on hyvä lämmönkestävyys; tai käyttämällä komposiittiteknologiaa (kuten doping-teknologiaa) ja pintakäsittelyteknologiaa (kuten pinnoitusteknologiaa).
Negatiivisen elektrodimateriaalin lämmönkestävyys liittyy negatiivisen elektrodimateriaalin tyyppiin, materiaalihiukkasten kokoon ja negatiivisen elektrodin muodostaman SEI-kalvon stabiilisuuteen. Jos hiukkaset valmistetaan negatiiviseksi elektrodiksi tietyn suhteen mukaan, voidaan saavuttaa hiukkasten välisten kosketuspintojen laajentaminen, elektrodin impedanssin vähentäminen, elektrodin kapasiteetin lisääminen ja aktiivisen metallilitiumin saostumisen mahdollisuuden vähentäminen.

SEI-kalvon muodostumisen laatu vaikuttaa suoraan 4s lipo -akun lataus- ja purkusuoritukseen sekä turvallisuuteen. Hiilimateriaalien pinnan heikko hapetus tai pelkistys, dopaus, pinnan muokkaus sekä pallomaisen tai kuitumaisen hiilimateriaalin käyttö auttavat parantamaan SEI-kalvon laatua.
Elektrolyytin stabiilisuus liittyy litiumsuolan ja liuottimen tyyppiin. 4s lipo -akun lämpötilastabiilisuutta voidaan parantaa käyttämällä hyvän lämpötilastabiilisuuden omaavaa litiumsuolaa ja laajalla potentiaalistabiilisuusikkunalla varustettua liuotinta. Elektrolyyttiin lisätyt korkean kiehumispisteen, korkean leimahduspisteen ja palamattomat liuottimet voivat parantaa 4s lipo -akun turvallisuutta.
Johtavan aineen ja sideaineen tyyppi ja määrä vaikuttavat myös 4s lipo -akun lämpötilastabiilisuuteen. Sideaine reagoi litiumin kanssa korkeassa lämpötilassa tuottaen paljon lämpöä. Eri sideaineilla on erilaiset lämpöarvot, ja PVDF:n lämpöarvo on lähes nolla. Fluoripitoisen sideaineen korvaaminen fluorittomalla sideaineella voi kaksinkertaistaa lämpötilastabiilisuuden 4s lipo -akussa.

2. Paranna 4s lipo -akun ylilataussuojauksen kykyä

4s lipo -akun ylilatauksen estämiseksi käytetään yleensä erillistä latauspiiriä lataus- ja purkuprosessin hallintaan tai yksittäiseen 4s lipo -akkuun asennetaan turvaventtiili, joka tarjoaa suuremman ylilataussuojan; toiseksi positiivista lämpötilakerroinvastusta (PTC) voidaan myös käyttää, sen mekanismi on, että kun 4s lipo -akku kuumenee ylilatauksen vuoksi, akun sisäinen vastus kasvaa, rajoittaen ylilatausvirtaa; erityistä kalvoa voidaan myös käyttää, kun 4s lipo -akun kalvon lämpötila on epänormaali ja liian korkea, kalvon huokoset kutistuvat ja tukkeutuvat, estäen siirtymisen ja ylilatauksen 4s lipo -akussa.

3. Estä 4s lipo -akun oikosulku

Kalvolla huokoisuus on noin 40 % ja jakautuma on tasainen. 10 nm huokoskokoisella kalvolla voidaan estää positiivisten ja negatiivisten elektrodien pienten hiukkasten liikkuminen, mikä parantaa 4s lipo -akun turvallisuutta;
Erottimen eristysjännite liittyy suoraan positiivisten ja negatiivisten elektrodien kosketukseen. Erottimen eristysjännite riippuu erotinmateriaalista ja -rakenteesta sekä 4s lipo -akun kokoonpano-olosuhteista.
Komposiittierottimien (kuten PP/PE/PP) käyttö, joissa on suuri ero lämpötilan sulkeutumislämpötilan ja sulamislämpötilan välillä, voi estää 4s lipo -akun lämpötilan hallitsemattoman nousun.

Erottimen pinta on päällystetty keraamisella kerroksella parantamaan erottimen lämmönkestävyyttä. Käytetään matalan sulamispisteen PE:tä (125℃) sulkemaan huokoset alhaisemmassa lämpötilassa, PP (155℃) voi ylläpitää kalvon muodon ja mekaanisen lujuuden, estää positiivisen ja negatiivisen elektrodin kosketuksen ja varmistaa 4s lipo -pariston turvallisuuden.
On yleisesti tiedossa, että grafiittinen negatiivinen elektrodi korvaa metallilitium-negatiivisen elektrodin, jolloin litiumin saostuminen ja liukeneminen negatiivisen elektrodin pinnalla lataus- ja purkuprosessin aikana muuttuu litiumin sisään- ja ulosliittymiseksi hiukkasissa, mikä estää litiumdendriittien muodostumisen.

Mutta tämä ei tarkoita, että 4s lipo -pariston turvallisuus olisi ratkaistu. 4s lipo -pariston latausprosessin aikana, jos positiivisen elektrodin kapasiteetti on liian suuri, metallilitiumia saostuu negatiivisen elektrodin pinnalle, negatiivisen elektrodin kapasiteetti on liian suuri ja 4s lipo -pariston kapasiteetin menetys on vakava.
Pinnoitteen paksuus ja sen tasaisuus vaikuttavat myös aktiivisen materiaalin sisään- ja ulosliittymiseen. Esimerkiksi negatiivisen elektrodin pintatiheys on paksu ja epätasainen, joten polarisaation suuruus vaihtelee latausprosessin aikana eri kohdissa, ja metallilitiumia voi paikallisesti saostua negatiivisen elektrodin pinnalle.
Lisäksi virheelliset käyttöolosuhteet voivat myös aiheuttaa 4s lipo -pariston oikosulun. Alhaisissa lämpötiloissa saostumisnopeus on suurempi kuin sisäänpääsynopeus, mikä johtaa metallilitiumin saostumiseen elektrodin pinnalle ja aiheuttaa oikosulun. Siksi positiivisen ja negatiivisen materiaalin suhteen hallinta ja pinnoituksen tasaisuuden parantaminen ovat avainasemassa litiumdendriittien muodostumisen estämiseksi.

Lisäksi sideaineen kiteytyminen ja kuparidendriittien muodostuminen voivat myös aiheuttaa sisäisiä oikosulkuja 4s lipo -paristossa. Pinnoitusprosessissa kaikki liuottimet liuoksesta poistetaan pinnoittamalla, paistamalla ja kuumentamalla. Jos kuumennuslämpötila on liian korkea, sideaine voi myös kiteytyä, mikä aiheuttaa aktiivisen materiaalin irtoamisen ja 4s lipo -pariston sisäisen oikosulun.
Ylilatauksen alaisissa olosuhteissa, kun 4s lipo -paristo purkautuu liikaa 1-2V:iin, kuparifolio negatiivisena elektrodin virtakokoelmana alkaa liueta ja saostua positiiviselle elektrodille. Lipo-pariston sisäinen oikosulku.
Yllä oleva sisältö on tänään tuonut teille CNHL:n litium 4s lipo -paristojen valmistajat. Toivon, että yllä oleva sisältö auttaa teitä ymmärtämään paremmin toimenpiteitä 4s lipo -pariston räjähdyksen estämiseksi, jotta voitte käyttää 4s lipo -paristoa turvallisesti.
Lisätietoja litiumakuista löytyy alla:
Yksityiskohtainen selitys 6s lipo-akun katodimateriaalista
Lipo-akun 3s hallintajärjestelmä ja sen välttämättömyys