Quais são as medidas para prevenir a explosão da bateria 4s lipo?

A segurança da bateria 4s lipo é um problema complexo e abrangente. O maior perigo oculto na segurança da bateria 4s lipo é o curto-circuito interno aleatório da bateria 4s lipo, que resulta em falha no local e fuga térmica. Portanto, o desenvolvimento e uso de materiais com alta estabilidade térmica é o caminho fundamental e a direção dos esforços para melhorar o desempenho de segurança da bateria 4s lipo no futuro. A seguir, o fornecedor profissional de baterias 4s lipo CNHL irá apresentar detalhadamente várias medidas para prevenir a explosão da bateria 4s lipo.

1. Melhorar a estabilidade térmica do material da bateria 4s lipo

Os materiais do cátodo podem melhorar a estabilidade térmica dos materiais do cátodo otimizando as condições de síntese, aprimorando os métodos de síntese e sintetizando materiais com boa estabilidade térmica; ou utilizando tecnologia de compósito (como tecnologia de dopagem) e tecnologia de revestimento superficial (como tecnologia de revestimento).
A estabilidade térmica do material do ânodo está relacionada ao tipo do material do ânodo, ao tamanho das partículas do material e à estabilidade do filme SEI formado pelo ânodo. Se as partículas forem fabricadas em um ânodo numa certa proporção, pode-se alcançar o objetivo de expandir a área de contacto entre as partículas, reduzir a impedância do eletrodo, aumentar a capacidade do eletrodo e reduzir a possibilidade de precipitação de lítio metálico ativo.

A qualidade da formação do filme SEI afeta diretamente o desempenho de carga e descarga e a segurança da bateria 4s lipo. A oxidação fraca da superfície dos materiais de carbono, ou a redução, dopagem, modificação superficial dos materiais de carbono e o uso de materiais de carbono esféricos ou fibrosos ajudam a melhorar a qualidade do filme SEI.
A estabilidade do eletrólito está relacionada ao tipo de sal de lítio e solvente. A estabilidade térmica da bateria 4s lipo pode ser melhorada usando um sal de lítio com boa estabilidade térmica e um solvente com uma ampla janela de estabilidade potencial. Adicionar alguns solventes de alto ponto de ebulição, alto ponto de fulgor e não inflamáveis ao eletrólito pode melhorar a segurança da bateria 4s lipo.
O tipo e a quantidade de agente condutor e ligante também afetam a estabilidade térmica da bateria 4s lipo. O ligante e o lítio reagem a alta temperatura gerando muito calor. Diferentes ligantes têm diferentes valores calóricos, e o valor calórico do PVDF é quase zero. O ligante fluorinado tem o dobro do valor calórico; substituir o PVDF por um ligante sem flúor pode melhorar a estabilidade térmica da bateria 4s lipo.

2. Melhorar a capacidade de proteção contra sobrecarga da bateria 4s lipo

Para evitar a sobrecarga da bateria 4s lipo, geralmente é utilizado um circuito de carregamento dedicado para controlar o processo de carga e descarga da bateria 4s lipo, ou é instalado um válvula de segurança numa única bateria 4s lipo para fornecer um maior grau de proteção contra sobrecarga; em segundo lugar, também pode ser usado um resistor coeficiente de temperatura positiva (PTC), cujo mecanismo é que, quando a bateria 4s lipo aquece devido à sobrecarga, a resistência interna da bateria 4s lipo aumenta, limitando assim a corrente de sobrecarga; também pode ser usada uma membrana especial, que, quando a temperatura da membrana é anormalmente alta, os poros da membrana encolhem e bloqueiam, impedindo a migração e prevenindo a sobrecarga da bateria 4s lipo.

3. Prevenir curto-circuito da bateria 4s lipo

Para a membrana, a porosidade é cerca de 40%, e a distribuição é uniforme. A membrana com tamanho de poro de 10nm pode impedir o movimento de pequenas partículas dos eletrodos positivo e negativo, melhorando assim a segurança da bateria 4s lipo;
A tensão de isolamento do separador está diretamente relacionada ao contacto entre os eletrodos positivo e negativo. A tensão de isolamento do separador depende do material e da estrutura do separador e das condições de montagem da bateria 4s lipo.
O uso de separadores compósitos (como PP/PE/PP) com grande diferença entre a temperatura de fecho térmico e a temperatura de fusão pode prevenir a fuga térmica da bateria 4s lipo.

A superfície do separador é revestida com uma camada cerâmica para melhorar a resistência à temperatura do separador. Usar PE de baixo ponto de fusão (125℃) para fechar os poros a temperaturas mais baixas, PP (155℃) pode manter a forma e a resistência mecânica da membrana, prevenir o contacto entre os eletrodos positivo e negativo e garantir a segurança da bateria 4s lipo.
É bem conhecido que o ânodo de grafite é usado para substituir o ânodo de lítio metálico, de modo que a deposição e dissolução de lítio na superfície do ânodo durante o processo de carga e descarga se torna a intercalação e extração de lítio nas partículas de carbono, o que previne a formação de dendritos de lítio.

Mas isso não significa que a segurança da bateria 4s lipo esteja resolvida. Durante o processo de carga da bateria 4s lipo, se a capacidade do eletrodo positivo for muito grande, o lítio metálico será depositado na superfície do eletrodo negativo, a capacidade do eletrodo negativo for excessiva, e a perda de capacidade da bateria 4s lipo for grave.
A espessura do revestimento e a sua uniformidade também afetam a intercalação e desintercalação no material ativo. Por exemplo, a densidade superficial do eletrodo negativo é espessa e não uniforme, então a polarização é diferente em cada local durante o processo de carga, e o lítio metálico pode ser depositado localmente na superfície do eletrodo negativo.
Além disso, condições de uso inadequadas também podem causar curto-circuito da bateria 4s lipo. Em condições de baixa temperatura, a taxa de deposição é maior que a taxa de inserção, o que leva à deposição de lítio metálico na superfície do eletrodo e causa curto-circuito. Portanto, controlar a proporção dos materiais positivo e negativo e melhorar a uniformidade do revestimento são as chaves para prevenir a formação de dendritos de lítio.

Além disso, a cristalização do ligante e a formação de dendritos de cobre também podem causar curto-circuitos internos na bateria 4s lipo. No processo de revestimento, todo o solvente na pasta é removido por revestimento, cozedura e aquecimento. Se a temperatura de aquecimento for demasiado alta, o ligante pode também cristalizar, o que fará com que o material ativo se descole e cause curto-circuito no interior da bateria 4s lipo.
Em condições de descarga excessiva, quando a bateria 4s lipo é descarregada para 1-2V, a folha de cobre como coletor de corrente do eletrodo negativo começará a dissolver-se e precipitar no eletrodo positivo. Curto-circuito interno da bateria lipo.
O acima é todo o conteúdo trazido hoje pelos fabricantes de baterias de lítio 4s lipo CNHL. Espero que o conteúdo acima possa ajudá-lo a compreender melhor as medidas para prevenir a explosão da bateria 4s lipo, para que possa usar a bateria 4s lipo com segurança.
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Explicação detalhada do material do cátodo da bateria 6s lipo
Sistema de gestão da bateria lipo 3s e a sua necessidade