A statisztikák szerint a lítium-ion akkumulátorok iránti globális kereslet elérte az 1,3 milliárdot, és az alkalmazási területek folyamatos bővülésével ez a szám évről évre növekszik. Emiatt a lítium-ion akkumulátorok használatának gyors növekedésével a különböző iparágakban az akkumulátor biztonsági teljesítménye egyre hangsúlyosabbá válik, ami nemcsak a lítium-ion akkumulátorok kiváló töltési és kisütési teljesítményét kívánja meg, hanem magasabb szintet is. a biztonsági teljesítményről. Hogy a lítium akkumulátorok a végén miért tűz, sőt robbanás, milyen intézkedéseket lehet elkerülni és kiküszöbölni?
Először is ismerjük meg a lítium akkumulátorok anyagösszetételét. A lítium-ion akkumulátorok teljesítménye elsősorban a felhasznált akkumulátorok belső anyagának szerkezetétől és teljesítményétől függ. Ezek a belső akkumulátoranyagok közé tartozik a negatív elektróda anyaga, az elektrolit, a membrán és a pozitív elektród anyaga. Közülük a pozitív és negatív anyagok kiválasztása és minősége közvetlenül meghatározza a lítium-ion akkumulátorok teljesítményét és árát. Ezért a lítium-ion akkumulátoripar fejlesztésének középpontjában az olcsó és nagy teljesítményű pozitív és negatív elektródák kutatása állt.
A negatív elektród anyagát általában szénanyagként választják ki, és a fejlesztés jelenleg viszonylag érett. A katódanyagok fejlesztése fontos tényezővé vált, amely korlátozza a lítium-ion akkumulátor teljesítményének további javítását és az árcsökkentést. A lítium-ion akkumulátorok jelenlegi kereskedelmi gyártása során a katódanyag költsége az akkumulátor teljes költségének mintegy 40%-át teszi ki, és a katódanyag árának csökkenése közvetlenül meghatározza a lítium-ion akkumulátorok árának csökkenését. Ez különösen igaz a lítium-ion akkumulátorokra. Például egy mobiltelefon kisméretű lítium-ion akkumulátorához mindössze 5 gramm katódanyagra van szükség, míg egy busz vezetéséhez szükséges lítium-ion akkumulátorhoz akár 500 kg katódanyag is szükséges.
Bár elméletileg sokféle anyag használható Li-ion akkumulátorok pozitív elektródájaként, a közös pozitív elektród anyag fő összetevője a LiCoO2. Töltéskor az akkumulátor két pólusához hozzáadott elektromos potenciál arra kényszeríti a pozitív elektród vegyületét, hogy lítium-ionokat szabadítson fel, amelyek a negatív elektróda szénébe ágyazódnak be lamellás szerkezettel. Kisütéskor a lítium-ionok kicsapódnak a szén lamelláris szerkezetéből, és a pozitív elektródán rekombinálódnak a vegyülettel. A lítium-ionok mozgása elektromos áramot generál. Ez a lítium akkumulátorok működésének elve.
Bár az elv egyszerű, a tényleges ipari gyártásban sokkal több gyakorlati szempontot kell figyelembe venni: a pozitív elektróda anyaga adalékanyagokat igényel a többszöri töltés és kisütés aktivitásának fenntartásához, a negatív elektróda anyagát pedig úgy kell megtervezni, a molekulaszerkezet szintje több lítium-ion befogadására; a pozitív és negatív elektródák közé feltöltött elektrolitnak a stabilitás megőrzése mellett jó elektromos vezetőképességgel is kell rendelkeznie, és csökkentenie kell az akkumulátor belső ellenállását.
Bár a lítium-ion akkumulátor rendelkezik az összes fent említett előnnyel, de a védelmi áramkörrel szemben támasztott követelményei viszonylag magasak, az eljárás során szigorúan kell elkerülni a túltöltést, a túlkisülést, a kisülési áramnak nem szabad túl nagy legyen, általában a kisütési sebesség nem lehet nagyobb, mint 0,2 C. A lítium akkumulátorok töltési folyamata az ábrán látható. A töltési ciklus során a lítium-ion akkumulátoroknak érzékelniük kell az akkumulátor feszültségét és hőmérsékletét a töltés megkezdése előtt, hogy meghatározzák, hogy az akkumulátor tölthető-e. Ha az akkumulátor feszültsége vagy hőmérséklete a gyártó által megengedett tartományon kívül esik, a töltés tilos. A megengedett töltési feszültség tartomány: 2,5–4,2 V akkumulátoronként.
Abban az esetben, ha az akkumulátor mélykisülésben van, a töltőt elő kell tölteni, hogy az akkumulátor megfeleljen a gyorstöltés feltételeinek; ekkor az akkumulátor gyártója által javasolt gyorstöltési sebességnek megfelelően, általában 1C, a töltő állandó árammal tölti az akkumulátort, és az akkumulátor feszültsége lassan emelkedik; amint az akkumulátor feszültsége eléri a beállított lezárási feszültséget (általában 4,1 V vagy 4,2 V), az állandó áramú töltés megszakad, és a töltőáram. Amikor az akkumulátor feszültsége eléri a beállított lezárási feszültséget (általában 4,1 V vagy 4,2 V), az állandó áramú töltés leáll, a töltőáram gyorsan csökken, és a töltés belép a teljes töltési folyamatba; a teljes töltési folyamat során a töltőáram fokozatosan csökken, amíg a töltési sebesség C/10 alá nem csökken, vagy a teljes töltési idő túllép, majd átvált a felső lekapcsolási töltésbe; a felső lekapcsolási töltés során a töltő nagyon kis töltőárammal tölti fel az akkumulátort. A felső töltési időszak után a töltés kikapcsol.
Feladás időpontja: 2022. november 15