Liitiumioonaku riski- ja ohutustehnoloogia (1)

1. Liitiumioonaku oht

Liitiumioonaku on oma keemiliste omaduste ja süsteemi koostise tõttu potentsiaalselt ohtlik keemiline toiteallikas.

(1) Kõrge keemiline aktiivsus

Liitium on perioodilisuse tabeli teise perioodi peamine I rühma element, millel on äärmiselt aktiivsed keemilised omadused.

(2) Kõrge energiatihedus

Liitiumioonakudel on väga kõrge erienergia (≥ 140 Wh/kg), mis on mitu korda suurem kui nikkelkaadmiumi, nikkelvesiniku ja muude sekundaarakude oma.Kui toimub termiline põgenemisreaktsioon, eraldub kõrge kuumus, mis põhjustab kergesti ebaturvalist käitumist.

(3) Võtke kasutusele orgaaniline elektrolüütide süsteem

Orgaanilise elektrolüütide süsteemi orgaaniline lahusti on süsivesinik, madala lagunemispingega, kergesti oksüdeeruv ja tuleohtlik lahusti;Lekke korral aku süttib, isegi põleb ja plahvatab.

(4) Kõrvaltoimete suur tõenäosus

Liitiumioonaku tavapärases kasutusprotsessis toimub elektrienergia ja keemilise energia vastastikuse muundamise keemiline positiivne reaktsioon selle sisemuses.Teatud tingimustel, nagu ülelaadimine, tühjenemine või ülevoolu töötamine, on aga lihtne tekitada aku sees keemilisi kõrvalreaktsioone;Kui kõrvalreaktsioon süveneb, mõjutab see tõsiselt aku jõudlust ja kasutusiga ning võib tekitada suures koguses gaasi, mis põhjustab plahvatuse ja tulekahju pärast seda, kui akus olev rõhk tõuseb kiiresti, mis põhjustab ohutusprobleeme.

（5） Elektroodi materjali struktuur on ebastabiilne

Liitiumioonaku ülelaadimisreaktsioon muudab katoodi materjali struktuuri ja annab materjalile tugeva oksüdatsiooniefekti, nii et elektrolüüdis olev lahusti oksüdeerub tugevalt;Ja see mõju on pöördumatu.Kui reaktsioonist põhjustatud soojus kuhjub, on oht, et tekib termiline põgenemine.

2. Liitiumioonakutoodete ohutusprobleemide analüüs

Pärast 30 aastat kestnud tööstuslikku arengut on liitium-ioonaku tooted teinud suuri edusamme ohutustehnoloogia vallas, kontrollinud tõhusalt kõrvalreaktsioonide esinemist akus ja taganud aku ohutuse.Kuna liitiumioonakusid kasutatakse aga üha laiemalt ja nende energiatihedus on järjest suurem, on viimastel aastatel siiski palju juhtumeid, nagu plahvatusvigastused või toote tagasikutsumine võimalike ohutusriskide tõttu.Me järeldame, et liitium-ioonakutoodete ohutusprobleemide peamised põhjused on järgmised:

(1) Põhiline materjaliprobleem

Elektrilise südamiku jaoks kasutatavad materjalid hõlmavad positiivseid aktiivmaterjale, negatiivseid aktiivseid materjale, membraane, elektrolüüte ja kestasid jne. Materjalide valik ja koostise süsteemi sobitamine määravad elektrilise südamiku ohutusnäitajad.Positiivsete ja negatiivsete toimeainete ja membraanimaterjalide valimisel ei viinud tootja läbi teatud toorainete omaduste ja sobivuse hindamist, mille tulemuseks oli kaasasündinud puudujääk raku ohutuses.

(2) Tootmisprotsessi probleemid

Elementide tooraineid ei testita rangelt ja tootmiskeskkond on halb, mis põhjustab tootmises lisandeid, mis mitte ainult ei kahjusta aku mahtu, vaid avaldab ka suurt mõju aku ohutusele;Lisaks, kui elektrolüüdi segatakse liiga palju vett, võivad tekkida kõrvalreaktsioonid ja suureneda aku siserõhk, mis mõjutab ohutust;Tootmisprotsessi taseme piiratuse tõttu ei saa toode elektrilise südamiku valmistamisel saavutada head konsistentsi, näiteks elektroodimaatriksi halb tasasus, aktiivse elektroodi materjali mahakukkumine, muude lisandite segunemine. aktiivne materjal, elektroodi kõrva ebakindel keevitamine, ebastabiilne keevitustemperatuur, elektrooditüki servas olevad pursked ja isoleerteibi puudumine võtmeosades, mis võivad kahjustada elektrilise südamiku ohutust. .

(3) Elektrilise südamiku disainiviga vähendab ohutust

Konstruktsiooniprojekti osas ei ole tootja tähelepanu pööranud paljudele ohutust mõjutavatele põhipunktidele.Näiteks puudub võtmeosade juures isoleerlinti, membraani konstruktsioonis ei ole varu või on ebapiisav varu, positiivsete ja negatiivsete elektroodide läbilaskevõime suhte kujundus on ebamõistlik, positiivse ja negatiivse aktiivse pindala suhte kujundus on ebamõistlik, samuti on ebamõistlik käepideme pikkus, mis võib tuua kaasa varjatud ohud aku ohutusele.Lisaks püüavad mõned elementide tootjad elemendi tootmisprotsessis kulude kokkuhoiu ja jõudluse parandamiseks toorainet kokku hoida ja kokku suruda, näiteks vähendada membraani pindala, vähendada vaskfooliumi, alumiiniumfooliumi ja mitte kasutada rõhualandusventiil või isoleerlint, mis vähendab aku ohutust.

(4) Liiga kõrge energiatihedus

Praegu otsitakse turul suurema võimsusega akutooteid.Toodete konkurentsivõime tõstmiseks jätkavad tootjad liitiumioonakude mahu erienergia parandamist, mis suurendab oluliselt akude riski.