4sリポバッテリーの爆発を防ぐための対策は何ですか？

4sリポバッテリーの安全性は複雑で包括的な問題です。4sリポバッテリーの安全性における最大の潜在的危険は、4sリポバッテリーの内部でのランダムな短絡による現場での故障および熱暴走です。したがって、高い熱安定性を持つ材料の開発と使用は、将来の4sリポバッテリーの安全性能を向上させるための根本的な方法であり、努力の方向性です。次に、専門の4sリポバッテリーサプライヤーであるCNHLが、4sリポバッテリーの爆発防止のためのいくつかの対策を詳しく紹介します。

1. 4sリポバッテリー材料の熱安定性を向上させる

正極材料は、合成条件の最適化、合成方法の改善、熱安定性の良い材料の合成、または複合技術（ドーピング技術など）や表面コーティング技術（コーティング技術など）を用いることで、熱安定性を向上させることができます。
負極材料の熱安定性は、負極材料の種類、材料粒子の大きさ、および負極によって形成されるSEI膜の安定性に関連しています。粒子が一定の割合で負極に加工されると、粒子間の接触面積を拡大し、電極インピーダンスを低減し、電極容量を増加させ、活性金属リチウムの析出の可能性を減らす目的を達成できます。

SEI膜の形成品質は4sリポバッテリーの充放電性能と安全性に直接影響します。炭素材料の表面の弱い酸化、または還元、ドーピング、表面修飾、球状または繊維状炭素材料の使用は、SEI膜の品質向上に役立ちます。
電解液の安定性はリチウム塩と溶媒の種類に関連しています。熱安定性の良いリチウム塩と広い電位安定窓を持つ溶媒を使用することで、4sリポバッテリーの熱安定性を向上させることができます。高沸点、高発火点、難燃性の溶媒を電解液に添加することで、4sリポバッテリーの安全性を向上させることができます。
導電剤とバインダーの種類と量も4sリポバッテリーの熱安定性に影響します。バインダーとリチウムは高温で反応して多くの熱を発生します。バインダーによって発熱量は異なり、PVDFの発熱量はほぼゼロです。フッ素系バインダーの2倍で、PVDFをフッ素フリーのバインダーに置き換えることで4sリポバッテリーの熱安定性を向上させることができます。

2. 4sリポバッテリーの過充電保護能力を向上させる

4sリポバッテリーの過充電を防ぐために、通常は専用の充電回路を使用して4sリポバッテリーの充放電プロセスを制御するか、単一の4sリポバッテリーに安全弁を設置してより高い過充電保護を提供します。次に、正温度係数抵抗器（PTC）も使用できます。その仕組みは、過充電により4sリポバッテリーが加熱されると、4sリポバッテリーの内部抵抗が増加し、過充電電流を制限することです。特殊なダイアフラムも使用でき、4sリポバッテリーが異常な場合にダイアフラムの温度が高すぎると、ダイアフラムの孔が収縮して閉塞し、移動を防ぎ、4sリポバッテリーの過充電を防止します。

3. 4sリポバッテリーの短絡を防止する

ダイアフラムの多孔率は約40％で、分布は均一です。10nmの孔径を持つダイアフラムは、正極および負極の小さな粒子の移動を防ぎ、4sリポバッテリーの安全性を向上させます。
セパレーターの絶縁電圧は正極と負極の接触に直接関係しています。セパレーターの絶縁電圧は、セパレーターの材料と構造、および4sリポバッテリーの組み立て条件に依存します。
PP/PE/PPのような複合セパレーターを使用し、熱閉塞温度と融点の差が大きい場合、4sリポバッテリーの熱暴走を防ぐことができます。

セパレーターの表面はセラミック層でコーティングされており、セパレーターの耐熱性を向上させています。低融点PE（125℃）を使用して低温で孔を閉じ、PP（155℃）が膜の形状と機械的強度を維持し、正負極の接触を防ぎ、4sリポバッテリーの安全性を確保します。
よく知られているように、グラファイト負極は金属リチウム負極の代わりに使用され、充放電過程で負極表面のリチウムの析出と溶解が炭素粒子内のリチウムの挿入と抽出に変わり、リチウム樹状晶の形成を防ぎます。

しかし、これは4sリポバッテリーの安全性が解決されたことを意味しません。4sリポバッテリーの充電過程で、正極容量が大きすぎると負極表面に金属リチウムが析出し、負極容量が過剰であると4sリポバッテリーの容量損失が深刻になります。
コーティングの厚さとその均一性も活物質の挿入および脱挿入に影響を与えます。例えば、負極の表面密度が厚く不均一である場合、充電過程での分極の大きさが場所によって異なり、負極表面に局所的に金属リチウムが析出する可能性があります。
また、不適切な使用条件も4sリポバッテリーの短絡を引き起こす可能性があります。低温条件下では、析出速度が挿入速度を上回り、電極表面に金属リチウムが析出して短絡を引き起こします。したがって、正負材料の比率を制御し、コーティングの均一性を高めることがリチウム樹状晶の形成を防ぐ鍵となります。

さらに、バインダーの結晶化や銅樹状晶の形成も4sリポバッテリー内部の短絡を引き起こす可能性があります。コーティング工程では、スラリー中のすべての溶剤がコーティング、焼成、加熱によって除去されます。加熱温度が高すぎると、バインダーが結晶化し、活物質が剥がれて4sリポバッテリー内部で短絡を引き起こすことがあります。
過放電状態では、4sリポバッテリーが1-2Vまで過放電されると、負極の電流集電体である銅箔が溶解し始め、正極に析出します。これによりリポバッテリー内部で短絡が発生します。
上記は、本日CNHLリチウム4sリポバッテリーメーカーがお届けするすべての内容です。上記の内容が、4sリポバッテリーの爆発を防ぐための対策をよりよく理解するのに役立ち、安全に4sリポバッテリーを使用できることを願っています。
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