Hva er tiltakene for å forhindre eksplosjon av 4s lipo-batteri?

Sikkerheten til 4s lipo-batteri er et komplekst og omfattende problem. Den største skjulte faren ved sikkerheten til 4s lipo-batteriet er tilfeldig intern kortslutning i 4s lipo-batteriet, noe som resulterer i feil på stedet og termisk løpsk. Derfor er utvikling og bruk av materialer med høy termisk stabilitet den grunnleggende måten og retningen for innsats for å forbedre sikkerhetsegenskapene til 4s lipo-batteriet i fremtiden. Neste vil den profesjonelle 4s lipo-batterileverandøren CNHL introdusere deg detaljert til flere tiltak for å forhindre eksplosjon av 4s lipo-batteri.

1. Forbedre den termiske stabiliteten til 4s lipo-batterimateriale

Katodematerialer kan forbedre den termiske stabiliteten til katodematerialer ved å optimalisere syntesebetingelser, forbedre syntesemetoder og syntetisere materialer med god termisk stabilitet; eller ved å bruke kompositteknologi (som dopingteknologi) og overflatebeleggsteknologi (som beleggingsteknologi).
Den termiske stabiliteten til det negative elektrode-materialet er relatert til typen av det negative elektrode-materialet, størrelsen på materialpartiklene og stabiliteten til SEI-filmen som dannes av den negative elektroden. Hvis partiklene lages til en negativ elektrode i en viss proporsjon, kan målet om å utvide kontaktflaten mellom partiklene, redusere elektrodeimpedansen, øke elektrodekapasiteten og redusere muligheten for utfelling av aktivt metall-lithium oppnås.

Kvaliteten på SEI-filmdannelse påvirker direkte lade- og utladningsytelsen og sikkerheten til 4s lipo-batteriet. Svak oksidasjon av overflaten på karbonmaterialer, eller reduksjon, doping, overflatebehandling av karbonmaterialer og bruk av sfæriske eller fiberrike karbonmaterialer bidrar til forbedring av SEI-filmkvaliteten.
Stabiliteten til elektrolytten er relatert til typen litiumsalt og løsemiddel. Den termiske stabiliteten til 4s lipo-batteriet kan forbedres ved å bruke et litiumsalt med god termisk stabilitet og et løsemiddel med bredt potensialstabilitetsvindu. Å tilsette noen høykokende, høy flammepunkt og ikke-brennbare løsemidler i elektrolytten kan forbedre sikkerheten til 4s lipo-batteriet.
Type og mengde ledende middel og bindemiddel påvirker også den termiske stabiliteten til 4s lipo-batteriet. Bindemiddelet og litium reagerer ved høy temperatur og genererer mye varme. Ulike bindemidler har forskjellige kaloriske verdier, og kaloriverdien til PVDF er nesten null. Fluorbindemiddel har omtrent 2 ganger så høy verdi, å erstatte PVDF med fluor-fritt bindemiddel kan forbedre den termiske stabiliteten til 4s lipo-batteriet.

2. Forbedre 4s lipo-batteriets overladebeskyttelsesevne

For å forhindre at 4s lipo-batteriet blir overladdet, brukes vanligvis en dedikert lade-krets for å kontrollere lade- og utladningsprosessen til 4s lipo-batteriet, eller en sikkerhetsventil installeres på et enkelt 4s lipo-batteri for å gi en større grad av overladebeskyttelse; for det andre kan også positiv temperaturkoeffisient-motstand (PTC) brukes, mekanismen er at når 4s lipo-batteriet varmes opp på grunn av overlading, økes den interne motstanden i 4s lipo-batteriet, og dermed begrenses overladestrømmen; en spesiell membran kan også brukes, når temperaturen på membranen blir for høy ved unormal tilstand i 4s lipo-batteriet, krymper og blokkerer porene i membranen, noe som forhindrer migrasjon og overlading av 4s lipo-batteriet.

3. Forhindre kortslutning av 4s lipo-batteri

For membranen er porøsiteten omtrent 40 %, og fordelingen er jevn. Membranen med en pore-størrelse på 10 nm kan forhindre bevegelse av små partikler fra positive og negative elektroder, og dermed forbedre sikkerheten til 4s lipo-batteriet;
Isolasjons-spenningen til separatoren er direkte relatert til kontakten mellom de positive og negative elektrodene. Isolasjons-spenningen til separatoren avhenger av materialet og strukturen til separatoren samt monteringsforholdene til 4s lipo-batteriet.
Bruken av komposittseparatorer (som PP/PE/PP) med stor forskjell mellom termisk lukketemperatur og smeltetemperatur kan forhindre termisk løpskhet i 4s lipo-batteri.

Overflaten på separatoren er belagt med et keramisk lag for å forbedre temperaturmotstanden til separatoren. Ved å bruke lavsmeltende PE (125℃) for å lukke porene ved lavere temperatur, kan PP (155℃) opprettholde formen og den mekaniske styrken til membranen, forhindre kontakt mellom positive og negative elektroder, og sikre sikkerheten til 4s lipo-batteriet.
Det er velkjent at grafitt-negativ elektroden brukes til å erstatte metallisk litium-negativ elektroden, slik at avsetning og oppløsning av litium på overflaten av den negative elektroden under lade- og utladningsprosessen blir innsetting og uttak av litium i karbonpartiklene, noe som forhindrer dannelse av litiumdendritter.

Men dette betyr ikke at sikkerheten til 4s lipo-batteriet er løst. Under ladeprosessen av 4s lipo-batteriet, hvis den positive elektrodens kapasitet er for stor, vil metallisk litium avsettes på overflaten av den negative elektroden, den negative elektrodens kapasitet er for mye, og 4s lipo-batteriets kapasitetsnedgang er alvorlig.
Beleggtykkelsen og dens jevnhet påvirker også innsetting og uttak i det aktive materialet. For eksempel er overflatedensiteten til den negative elektroden tykk og ujevn, så polarisasjonsstørrelsen er forskjellig overalt under ladeprosessen, og metallisk litium kan avsettes lokalt på den negative elektrodeoverflaten.
I tillegg kan feil bruksvilkår også forårsake kortslutning av 4s lipo-batteriet. Under lave temperaturforhold er avsetningshastigheten større enn innsettingshastigheten, noe som fører til avsetning av metallisk litium på elektrodeoverflaten og forårsaker kortslutning. Derfor er kontroll av forholdet mellom positive og negative materialer og forbedring av beleggets jevnhet nøklene til å forhindre dannelse av litiumdendritter.

I tillegg kan krystallisering av bindemiddelet og dannelse av kobberdendritter også forårsake interne kortslutninger i 4s lipo-batteriet. I beleggprosessen fjernes alt løsemiddel i slurryen ved belegg, baking og oppvarming. Hvis oppvarmingstemperaturen er for høy, kan bindemiddelet også krystallisere, noe som vil føre til at det aktive materialet flasser av og kortslutter innsiden av 4s lipo-batteriet.
Under overutladningsforhold, når 4s lipo-batteriet er overutladet til 1-2V, vil kobberfolien som den negative elektrodens strømsamler begynne å løses opp og avsettes på den positive elektroden. Intern kortslutning i lipo-batteriet.
Ovenfor er alt innholdet presentert for deg i dag av CNHL lithium 4s lipo batteriprodusenter. Jeg håper innholdet ovenfor kan hjelpe deg med å bedre forstå tiltakene for å forhindre eksplosjon av 4s lipo-batteri, slik at du kan bruke 4s lipo-batteri trygt.
Mer informasjon om litiumbatterier kan finnes nedenfor:
Detaljert forklaring av 6s lipo batteri katodemateriale
Lipo-batteri 3s styringssystem og dets nødvendighet