लिथियम आयन ब्याट्री विशेषताहरु

लिथियम रासायनिक आवधिक तालिकामा सबैभन्दा सानो र सबैभन्दा सक्रिय धातु हो। यसको सानो आकार र उच्च क्षमता घनत्व को कारण, यो व्यापक रूप देखि उपभोक्ताहरु र ईन्जिनियरहरु द्वारा स्वागत छ। यद्यपि, रासायनिक गुणहरू धेरै सक्रिय छन्, जसले धेरै उच्च जोखिमहरू ल्याउँछ। जब लिथियम धातु हावामा उजागर हुन्छ, यसले अक्सिजनसँग हिंसक प्रतिक्रिया दिन्छ र विस्फोट गर्दछ। सुरक्षा र भोल्टेज सुधार गर्न, वैज्ञानिकहरूले लिथियम परमाणुहरू भण्डारण गर्न ग्रेफाइट र लिथियम कोबाल्ट अक्साइड जस्ता सामग्रीहरू आविष्कार गरे। यी सामग्रीहरूको आणविक संरचनाले नैनो-स्तरको सानो भण्डारण ग्रिड बनाउँछ जुन लिथियम परमाणुहरू भण्डारण गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। यसरी, ब्याट्रीको खोल फुटेर अक्सिजन भित्र पसे पनि, अक्सिजन अणुहरू यी साना भण्डारण कक्षहरूमा प्रवेश गर्न धेरै ठूला हुनेछन्, जसले गर्दा लिथियम परमाणुहरू अक्सिजनको सम्पर्कमा आउँदैनन् र विस्फोट हुनबाट जोगिन्छन्। लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूको यो सिद्धान्तले मानिसहरूलाई उच्च क्षमता घनत्व प्राप्त गर्दा सुरक्षा प्राप्त गर्न सक्षम बनाउँछ।

बिजुली विस्फोट-प्रूफ परीक्षण

जब लिथियम-आयन ब्याट्री चार्ज गरिन्छ, सकारात्मक इलेक्ट्रोडमा लिथियम परमाणुहरूले इलेक्ट्रोनहरू गुमाउँछन् र लिथियम आयनहरूमा अक्सिडाइज हुन्छन्। लिथियम आयनहरू इलेक्ट्रोलाइट मार्फत नकारात्मक इलेक्ट्रोडमा पौडी खेल्छन्, नकारात्मक इलेक्ट्रोडको भण्डारण कक्षमा प्रवेश गर्नुहोस्, र एक इलेक्ट्रोन प्राप्त गर्नुहोस्, जुन लिथियम परमाणुहरूमा घटाइन्छ। डिस्चार्ज गर्दा, सम्पूर्ण प्रक्रिया उल्टो हुन्छ। ब्याट्रीको सकारात्मक र नकारात्मक ध्रुवहरूलाई सीधै छुने र सर्ट सर्किट हुनबाट रोक्नको लागि, सर्ट सर्किट हुनबाट जोगिन ब्याट्रीमा धेरै छिद्रहरू भएको डायाफ्राम पेपर थपिन्छ। राम्रो डायाफ्राम पेपरले ब्याट्रीको तापक्रम धेरै बढेको बेला पनि पोर्सहरू स्वतः बन्द गर्न सक्छ, जसले गर्दा लिथियम आयनहरू त्यहाँबाट जान सक्दैनन्, जसले गर्दा तिनीहरूले खतराबाट बच्न आफ्नै मार्शल आर्ट प्रयोग गर्न सक्छन्।

सुरक्षित राख्न

लिथियम ब्याट्री सेल 4.2V भन्दा उच्च भोल्टेजमा ओभरचार्ज भएपछि, साइड इफेक्टहरू हुन सुरु हुनेछ। ओभरचार्ज भोल्टेज जति उच्च हुन्छ, जोखिम त्यति नै बढी हुन्छ। जब लिथियम ब्याट्री सेलको भोल्टेज 4.2V भन्दा बढी हुन्छ, सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्रीमा बाँकी रहेको लिथियम परमाणुहरूको संख्या आधा भन्दा कम हुन्छ। यस समयमा, सेल अक्सर पतन हुन्छ, ब्याट्री क्षमता मा स्थायी कमी को कारण। यदि तपाईंले चार्ज गर्न जारी राख्नुभयो भने, नकारात्मक इलेक्ट्रोडको सेल पहिले नै लिथियम परमाणुहरूले भरिएको हुनाले, त्यसपछिको लिथियम धातु नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्रीको सतहमा जम्मा हुनेछ। यी लिथियम परमाणुहरूले लिथियम आयनहरूको दिशातिर नकारात्मक इलेक्ट्रोडको सतहबाट डेन्ड्राइट बढ्नेछ। यी लिथियम धातु क्रिस्टलहरू विभाजक कागज र सर्ट-सर्किट सकारात्मक र नकारात्मक इलेक्ट्रोड मार्फत जान्छ। कहिलेकाहीँ सर्ट सर्किट हुनु अघि ब्याट्री विस्फोट हुन्छ। यो कारणले गर्दा ओभरचार्जिङ प्रक्रियामा, इलेक्ट्रोलाइट र अन्य सामग्रीहरू ग्यास उत्पादन गर्न क्र्याक हुनेछन्, जसले ब्याट्रीको खोल वा प्रेसर भल्भ फुल्ने र फुट्न सक्छ, अक्सिजनलाई प्रवेश गर्न र नकारात्मक इलेक्ट्रोडको सतहमा जम्मा भएको लिथियम परमाणुहरूसँग प्रतिक्रिया गर्न अनुमति दिन्छ। र त्यसपछि विस्फोट भयो। तसर्थ, लिथियम ब्याट्री चार्ज गर्दा, माथिल्लो भोल्टेज सीमा सेट गरिनु पर्छ ताकि ब्याट्री जीवन, क्षमता, र सुरक्षा एकै समयमा खातामा लिन सकिन्छ। चार्जिङ भोल्टेजको सबैभन्दा आदर्श माथिल्लो सीमा 4.2V हो। लिथियम ब्याट्रीहरू डिस्चार्ज गर्दा कम भोल्टेज सीमा पनि छ। जब सेल भोल्टेज 2.4V भन्दा कम हुन्छ, केहि सामग्रीहरू नष्ट हुन सुरु हुनेछ। साथै, ब्याट्री स्व-डिस्चार्ज हुने भएकोले, यो जति लामो छ, भोल्टेज कम हुनेछ। तसर्थ, ब्याट्री २.४V मा डिस्चार्ज हुँदा नरोक्नु राम्रो हुन्छ। लिथियम ब्याट्री 2.4V देखि 3.0V सम्म डिस्चार्ज भएको अवधिमा, रिलिज हुने ऊर्जाले ब्याट्री क्षमताको लगभग 2.4% मात्र हो। त्यसैले, 3V एक आदर्श डिस्चार्ज कट-अफ भोल्टेज हो।

चार्ज गर्दा र डिस्चार्ज गर्दा, भोल्टेज सीमाको अतिरिक्त, हालको सीमा पनि आवश्यक छ। जब वर्तमान धेरै ठूलो हुन्छ, लिथियम आयनहरू भण्डारण कक्षमा प्रवेश गर्न समय हुँदैन र सामग्रीको सतहमा जम्मा हुनेछ। यी लिथियम आयनहरूले इलेक्ट्रोनहरू प्राप्त गरेपछि, तिनीहरूले सामग्रीको सतहमा लिथियम एटम क्रिस्टलहरू उत्पादन गर्नेछन्, जुन ओभरचार्जिंग जस्तै हो, जुन खतरनाक छ। यदि ब्याट्रीको आवरण फुट्यो भने, यो विस्फोट हुनेछ।

त्यसकारण, लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूको सुरक्षामा कम्तिमा तीनवटा वस्तुहरू समावेश हुनुपर्छ: चार्जिङ भोल्टेजको माथिल्लो सीमा, डिस्चार्ज भोल्टेजको तल्लो सीमा, र वर्तमानको माथिल्लो सीमा। सामान्यतया, लिथियम ब्याट्री प्याकमा, लिथियम ब्याट्री कोरको अतिरिक्त, त्यहाँ सुरक्षात्मक बोर्ड हुनेछ। यो सुरक्षात्मक बोर्ड मुख्यतया यी तीन सुरक्षा प्रदान गर्दछ। यद्यपि, सुरक्षा बोर्डका यी तीन सुरक्षाहरू स्पष्ट रूपमा पर्याप्त छैनन्, र अझै पनि विश्वभर लिथियम ब्याट्रीहरूको बारम्बार विस्फोटहरू छन्। ब्याट्री प्रणाली को सुरक्षा सुनिश्चित गर्न को लागी, ब्याट्री विस्फोट को कारण अधिक सावधानीपूर्वक विश्लेषण गर्नुपर्छ।

विस्फोट प्रकार विश्लेषण

ब्याट्री सेल विस्फोट को प्रकार तीन प्रकार मा वर्गीकृत गर्न सकिन्छ: बाह्य सर्ट सर्किट, आन्तरिक सर्ट सर्किट, र ओभरचार्ज। यहाँ बाहिरीले ब्याट्री प्याकको कमजोर आन्तरिक इन्सुलेशन डिजाइनको कारणले गर्दा हुने सर्ट सर्किटहरू सहित ब्याट्री सेलको बाहिरी भागलाई जनाउँछ।

जब सेलको बाहिरी भागमा सर्ट सर्किट हुन्छ र इलेक्ट्रोनिक कम्पोनेन्टहरूले सर्किट काट्न असफल हुन्छ, तब सेल भित्र उच्च ताप उत्पन्न हुन्छ, जसले इलेक्ट्रोलाइटको भागलाई वाष्पीकरण गर्न र ब्याट्रीको खोल विस्तार गर्न दिन्छ। जब ब्याट्रीको आन्तरिक तापक्रम 135 डिग्री सेल्सियससम्म हुन्छ, राम्रो गुणस्तरको डायाफ्राम पेपरले छिद्रहरू बन्द गर्नेछ, इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रिया समाप्त हुनेछ वा लगभग समाप्त हुनेछ, वर्तमान तीव्र रूपमा घट्नेछ, र तापमान बिस्तारै घट्नेछ, यसरी बेवास्ता गर्दछ। एक विस्फोट। यद्यपि, छिद्र बन्द हुने दर धेरै कम छ, वा छिद्रहरू बन्द छैनन्। डायाफ्राम पेपरले ब्याट्रीको तापक्रम निरन्तर बढ्दै जान्छ, अधिक इलेक्ट्रोलाइट वाष्पीकरण हुनेछ, र अन्तमा ब्याट्रीको खोल भाँचिनेछ, वा ब्याट्रीको तापक्रम पनि बढेर सामग्री जल्छ र विस्फोट हुन्छ। आन्तरिक सर्ट सर्किट मुख्यतया तामाको पन्नी र एल्युमिनियम पन्नीको डायाफ्राम छेड्ने, वा लिथियम परमाणुहरूको डेन्ड्रिटिक क्रिस्टलहरूले डायाफ्राम छेड्ने कारणले हुन्छ। यी साना सुई-जस्तो धातुहरूले माइक्रो सर्ट सर्किट हुन सक्छ। सुई धेरै पातलो भएकोले र एक निश्चित प्रतिरोध मान छ, वर्तमान आवश्यक रूपमा ठूलो छैन।

तामा र एल्युमिनियम पन्नी burrs उत्पादन प्रक्रिया को समयमा कारण हो। देख्न सकिने घटना यो हो कि ब्याट्री धेरै छिटो लीक हुन्छ, जसमध्ये धेरै जसो ब्याट्री सेल फ्याक्ट्री वा एसेम्बली कारखाना द्वारा स्क्रिन गर्न सकिन्छ। यसबाहेक, सानो burrs को कारण, तिनीहरू कहिलेकाहीं जलिनेछन्, ब्याट्री सामान्य मा फर्कन को कारण। तसर्थ, बुर माइक्रो-सर्ट सर्किटको कारणले विस्फोटको सम्भावना उच्च छैन। विभिन्न ब्याट्री सेल फ्याक्ट्रीहरूमा चार्ज गरेपछि कम भोल्टेज भएका ब्याट्रीहरू प्रायः खराब हुन्छन् भन्ने तथ्यबाट यो कथन देख्न सकिन्छ, तर त्यहाँ थोरै विस्फोटहरू छन्, जुन तथ्याङ्कद्वारा समर्थित छ। तसर्थ, आन्तरिक सर्ट सर्किटको कारण विस्फोट मुख्यतया अधिक चार्जको कारण हो। किनभने ओभरचार्ज पछि, पोल टुक्रामा जताततै सुई-जस्तो लिथियम धातु क्रिस्टलहरू हुन्छन्, पञ्चर पोइन्ट जताततै हुन्छ, र जताततै माइक्रो सर्ट सर्किट हुन्छ। तसर्थ, ब्याट्रीको तापक्रम बिस्तारै बढ्नेछ, र अन्तमा उच्च तापक्रमले इलेक्ट्रोलाइटलाई ग्यास बनाउनेछ। यस अवस्थामा, तापक्रम धेरै उच्च छ कि सामग्रीलाई जलाउन र विस्फोट गराउनको लागि, वा बाहिरी खोल पहिले भाँचिएको छ, हावा प्रवेश गर्न र लिथियम धातुलाई अक्सिडाइज गर्नको लागि, यो एक विस्फोट हो।

तर, ओभर चार्जिङको कारणले गर्दा आन्तरिक सर्ट सर्किटको कारणले गर्दा भएको विस्फोट चार्जिङको समयमा हुन्छ भन्ने हुँदैन। यो सम्भव छ कि जब ब्याट्रीको तापक्रम सामग्री जलाउन पर्याप्त छैन र उत्पन्न हुने ग्यासले ब्याट्रीको आवरण भाँच्न पर्याप्त छैन भने, उपभोक्ताले चार्ज गर्न बन्द गर्नेछ र मोबाइल फोन बाहिर निकाल्नेछ। यस समयमा, धेरै माइक्रो-सर्ट सर्किटहरूबाट उत्पन्न हुने तापले ब्याट्रीको तापक्रम बिस्तारै बढाउँछ, र यो समयावधि पछि विस्फोट हुन्छ। उपभोक्ताहरूको सामान्य विवरण यो छ कि उनीहरूले फोन उठाएपछि फोन धेरै तातो भएको र फ्याँकेपछि विस्फोट हुन्छ।

माथिका प्रकारका विस्फोटहरूको आधारमा, हामी विस्फोट सुरक्षाका तीन पक्षहरूमा ध्यान केन्द्रित गर्न सक्छौं: ओभरचार्जको रोकथाम, बाह्य सर्ट सर्किटहरूको रोकथाम, र सेल सुरक्षाको सुधार। ती मध्ये, ओभरचार्ज रोकथाम र बाह्य सर्ट सर्किट रोकथाम इलेक्ट्रोनिक सुरक्षा हो, जसको ब्याट्री प्रणाली डिजाइन र ब्याट्री असेंबलीसँग ठूलो सम्बन्ध छ। ब्याट्री सेल सुरक्षा वृद्धिको फोकस रासायनिक र मेकानिकल सुरक्षा हो, जसको ब्याट्री सेल निर्माताहरूसँग ठूलो सम्बन्ध छ।