Pochopenie nebezpečenstva výbuchu polymérových lítium-iónových batérií

Na základe typu použitého elektrolytu sa lítium-iónové batérie delia na tekuté lítium-iónové batérie (LIB) a polymérové ​​lítium-iónové batérie (PLB), známe tiež ako plastové lítium-iónové batérie.

PLB používajú rovnaké anódové a katódové materiály ako tekuté lítium-iónové batérie, vrátane lítium-kobaltového oxidu, lítium-mangánového oxidu, ternárnych materiálov a fosforečnanu lítno-železitého pre katódu a grafitu pre anódu. Primárny rozdiel spočíva v použitom elektrolyte: PLB nahrádzajú tekutý elektrolyt tuhým polymérnym elektrolytom, ktorý môže byť buď „suchý“ alebo „gélovitý“. Väčšina PLB v súčasnosti používa polymérny gélový elektrolyt.

Teraz vyvstáva otázka: skutočne explodujú polymérové ​​lítium-iónové batérie? Vzhľadom na ich malú veľkosť a nízku hmotnosť sú PLB široko používané v notebookoch, smartfónoch a inej prenosnej elektronike. Pri týchto zariadeniach často prenášaných so sebou je ich bezpečnosť prvoradá. Aká spoľahlivá je teda bezpečnosť PLB a predstavujú riziko výbuchu?

1. PLB používajú gél podobný elektrolytu, ktorý sa líši od tekutého elektrolytu v lítium-iónových batériách. Tento gélovitý elektrolyt nevrie ani neprodukuje veľké množstvo plynu, čím sa eliminuje možnosť prudkých výbuchov.
2. Lítiové batérie sa zvyčajne dodávajú s ochrannou doskou a vedením proti výbuchu pre bezpečnosť. Ich účinnosť však môže byť v mnohých situáciách obmedzená.
3. PLB používajú hliníkové plastové flexibilné obaly, na rozdiel od kovového puzdra tekutých článkov. V prípade bezpečnostných problémov majú tendenciu skôr napučiavať ako explodovať.
4. PVDF, ako rámcový materiál pre PLB, funguje vynikajúco.

Bezpečnostné opatrenia pre PLB:

• Skrat: Spôsobený vnútornými alebo vonkajšími faktormi, často počas nabíjania. Zlé spojenie medzi doskami batérie môže tiež viesť ku skratom. Hoci väčšina lítium-iónových batérií má ochranné obvody a vedenia proti výbuchu, tieto nemusia byť vždy účinné.
• Prebíjanie: Ak sa PLB nabíja príliš vysokým napätím príliš dlho, môže to spôsobiť vnútorné prehriatie a zvýšenie tlaku, čo vedie k expanzii a prasknutiu. Prebíjanie a hlboké vybíjanie môže tiež nenávratne poškodiť chemické zloženie batérie, čo výrazne ovplyvňuje jej životnosť.

Lítium je vysoko reaktívne a môže sa ľahko vznietiť. Počas nabíjania a vybíjania môže nepretržité zahrievanie batérie a expanzia produkovaných plynov zvýšiť vnútorný tlak. Ak je kryt poškodený, môže to viesť k úniku, požiaru alebo dokonca výbuchu. PLB je však pravdepodobnejšie, že napučia, ako explodujú.

Výhody PLB:

1. Vysoké pracovné napätie na článok.
2. Veľká hustota kapacity.
3. Minimálne samovybíjanie.
4. Dlhá životnosť cyklu, viac ako 500 cyklov.
5. Žiadny pamäťový efekt.
6. Dobrá bezpečnosť pri použití flexibilného hliníkového plastového obalu.
7. Ultra tenký, zmestí sa do priestorov o veľkosti kreditnej karty.
8. Ľahký: Nie je potrebné kovové puzdro.
9. Väčšia kapacita v porovnaní s lítiovými batériami ekvivalentnej veľkosti.
10. Nízky vnútorný odpor.
11. Vynikajúce vybíjacie vlastnosti.
12. Zjednodušený dizajn ochrannej dosky.

Nevýhody PLB:

1. Vysoké výrobné náklady.
2. Potreba ochranných obvodov.