Risico- en veiligheidstechnologie van lithium-ionbatterij (1)

1. Risico van lithium-ionbatterij

Lithium-ionbatterij is een potentieel gevaarlijke chemische energiebron vanwege de chemische eigenschappen en de samenstelling van het systeem.

 

(1)Hoge chemische activiteit

Lithium is het belangrijkste element uit groep I in de tweede periode van het periodiek systeem, met extreem actieve chemische eigenschappen.

 

(2) Hoge energiedichtheid

Lithium-ionbatterijen hebben een zeer hoge specifieke energie (≥ 140 Wh/kg), die vele malen hoger is dan die van nikkel-cadmium-, nikkel-waterstof- en andere secundaire batterijen.Als er een thermal runaway-reactie optreedt, komt er veel warmte vrij, wat gemakkelijk tot onveilig gedrag kan leiden.

 

(3) Adopteer een organisch elektrolytsysteem

Het organische oplosmiddel van het organische elektrolytsysteem is koolwaterstof, met een laag ontledingsvoltage, gemakkelijke oxidatie en een brandbaar oplosmiddel;Bij lekkage zal de batterij vlam vatten, zelfs verbranden en exploderen.

 

(4) Grote waarschijnlijkheid van bijwerkingen

In het normale gebruiksproces van een lithium-ionbatterij vindt de chemische positieve reactie van wederzijdse omzetting tussen elektrische energie en chemische energie plaats in het interieur.Onder bepaalde omstandigheden, zoals overladen, overmatig ontladen of overstroom, is het echter gemakkelijk om chemische nevenreacties in de batterij te veroorzaken;Wanneer de nevenreactie verergert, heeft dit een ernstige invloed op de prestaties en levensduur van de batterij en kan er een grote hoeveelheid gas worden geproduceerd, wat een explosie en brand kan veroorzaken nadat de druk in de batterij snel toeneemt, wat leidt tot veiligheidsproblemen.

 

(5) De structuur van het elektrodemateriaal is onstabiel

De overbelastingsreactie van de lithium-ionbatterij zal de structuur van het kathodemateriaal veranderen en ervoor zorgen dat het materiaal een sterk oxidatie-effect heeft, zodat het oplosmiddel in de elektrolyt een sterke oxidatie zal hebben;En dit effect is onomkeerbaar.Als de warmte die door de reactie wordt veroorzaakt, zich ophoopt, bestaat het risico dat thermische uitwijking ontstaat.

 

2. Analyse van veiligheidsproblemen van lithium-ionbatterijproducten

Na 30 jaar industriële ontwikkeling hebben lithium-ionbatterijproducten grote vooruitgang geboekt op het gebied van veiligheidstechnologie, het optreden van nevenreacties in de batterij effectief gecontroleerd en de veiligheid van de batterij gegarandeerd.Omdat lithium-ionbatterijen echter steeds vaker worden gebruikt en hun energiedichtheid steeds hoger wordt, zijn er de afgelopen jaren nog steeds veel incidenten, zoals verwondingen door explosies of het terugroepen van producten vanwege mogelijke veiligheidsrisico's.We concluderen dat de belangrijkste redenen voor de veiligheidsproblemen van lithium-ionbatterijproducten de volgende zijn:

 

(1) Kernmateriaalprobleem

De materialen die voor de elektrische kern worden gebruikt, omvatten positieve actieve materialen, negatieve actieve materialen, diafragma's, elektrolyten en schalen, enz. De materiaalkeuze en de afstemming van het compositiesysteem bepalen de veiligheidsprestaties van de elektrische kern.Bij het selecteren van positieve en negatieve actieve materialen en diafragmamaterialen heeft de fabrikant geen bepaalde beoordeling uitgevoerd op de kenmerken en afstemming van grondstoffen, wat resulteerde in een aangeboren tekortkoming in de veiligheid van de cel.

 

(2) Problemen met het productieproces

De grondstoffen van de cel worden niet strikt getest en de productieomgeving is slecht, wat leidt tot onzuiverheden in de productie, wat niet alleen schadelijk is voor de capaciteit van de batterij, maar ook een grote impact heeft op de veiligheid van de batterij;Bovendien, als er te veel water in de elektrolyt wordt gemengd, kunnen nevenreacties optreden en de interne druk van de batterij verhogen, wat de veiligheid in gevaar brengt;Vanwege de beperking van het productieprocesniveau kan het product tijdens de productie van de elektrische kern geen goede consistentie bereiken, zoals de slechte vlakheid van de elektrodematrix, het eraf vallen van het actieve elektrodemateriaal, het mengen van andere onzuiverheden in het actieve materiaal, het onveilige lassen van de elektrodeschoen, de onstabiele lastemperatuur, de bramen aan de rand van het elektrodestuk en de afwezigheid van het gebruik van isolatietape in belangrijke onderdelen, wat de veiligheid van de elektrische kern nadelig kan beïnvloeden .

 

(3) Het ontwerpdefect van de elektrische kern vermindert de veiligheidsprestaties

Wat betreft het constructief ontwerp zijn veel belangrijke punten die van invloed zijn op de veiligheid door de fabrikant niet in acht genomen.Er is bijvoorbeeld geen isolatietape op de belangrijkste onderdelen, er is geen marge of onvoldoende marge over in het diafragma-ontwerp, het ontwerp van de capaciteitsverhouding van positieve en negatieve elektroden is onredelijk, het ontwerp van de oppervlakteverhouding van positieve en negatieve actieve stoffen is onredelijk, en het ontwerp van de noklengte is onredelijk, wat verborgen gevaren kan opleveren voor de veiligheid van de batterij.Bovendien proberen sommige celfabrikanten tijdens het productieproces van de cel grondstoffen te besparen en te comprimeren om kosten te besparen en de prestaties te verbeteren, zoals het verkleinen van het diafragma, het verminderen van koperfolie, aluminiumfolie en het niet gebruiken van de overdrukventiel of isolatietape, die de veiligheid van de batterij verminderen.

 

(4)Te hoge energiedichtheid

Momenteel streeft de markt naar batterijproducten met een hogere capaciteit.Om het concurrentievermogen van producten te vergroten, blijven fabrikanten de volumespecifieke energie van lithium-ionbatterijen verbeteren, wat het risico van batterijen aanzienlijk vergroot.


Posttijd: 06-nov-2022