In den letzten zwei Jahren wurden Lithiumbatterien aufgrund ihrer umfassenden Vorteile von starker Ausdauer und hohen Zykluszeiten bevorzugt. Aufgrund der Aufmerksamkeit werden auch einige negative Nachrichten über Lithiumbatterien verstärkt. Die Entwicklung neuer Dinge folgt bestimmten Regeln. Lithiumbatterien werden in der Marktauswahl und kontinuierlichen Weiterentwicklung verbessert. Die Sicherheit von Lithiumbatterien ist auch eines der am meisten besorgniserregenden Themen. Es ist auch der Schlüsselpunkt, dem die neue Energiewirtschaft dringend die größte Bedeutung beimisst.
💥Die Hauptleistung der Sicherheitsprobleme von Lithium-Ionen-Batterien
⭐Feuer, Verbrennungen direkt am menschlichen Körper oder eine Brandgefahr für batteriebetriebene elektronische Produkte;
⭐Explosion, die den menschlichen Körper direkt gefährdet oder Geräte zerstört und schwerwiegende sekundäre Gefahren verursacht;
⭐Überhitzung, die direkt Verbrennungen am menschlichen Körper verursacht oder zu einer Verringerung des Isolationsniveaus und der Leistung von Sicherheitskomponenten führt oder brennbare Flüssigkeiten entzündet;
⭐Das Austreten von Flüssigkeit kann chemische Korrosionsgefahren verursachen, die durch direkten menschlichen Kontakt oder Einatmen verursacht werden, oder das Versagen der internen Isolierung von batteriebetriebenen elektronischen Produkten verursachen, um indirekt einen elektrischen Schlag, Brand und andere Gefahren zu verursachen;
⭐Elektrischer Schlag kann bei Akkupacks, deren Ausgangsspannung die sichere Spannungsgrenze überschreitet, ebenfalls zu einem elektrischen Schlag führen.
Ausfallursachen des Lithium-Ionen-Akkus
1. Der erste Weg: Überhitzung und Brand durch internen Kurzschluss;
Hauptsächlich im Zusammenhang mit dem internen Kurzschluss von Lithium-Ionen-Batterien. Der interne Kurzschluss von Lithium-Ionen-Batterien ist die wichtigste Ursache ihrer Sicherheitsprobleme, und die meisten Sicherheitsprobleme werden durch interne Kurzschlüsse verursacht. Interner Kurzschluss ist der Kurzschluss der positiven und negativen Elektroden in der Batterie, der im Allgemeinen durch im Produktionsprozess gemischte Metallverunreinigungen, Grate durch Elektrodenmetallfolie während des Scherens, während des Gebrauchs gebildete Lithiumdendriten und unerwartete mechanische Belastungen wie z Extrusion. Wenn ein interner Kurzschluss auftritt, wird eine große Wärmemenge erzeugt, die Sicherheitsprobleme verursachen kann.
2. Der zweite Weg: Feuer und Explosion verursacht durch Überladung und Überentladung externen Kurzschluss;
Um Lade- und Entlademanagement und Sicherheitsschutz für Lithium-Ionen durchzuführen, muss ein Lade- und Entlademanagementschaltkreis in dem Host-Gerät oder Adapter entworfen werden, der die Batterie verwendet, und es gibt auch einen Entladelastschaltkreis in einigen Geräten.
3. Der dritte Weg: Feuer und Explosion durch Missbrauch und Missbrauch;
Um den Lithium-Ionen-Akku zu schützen, muss dem Akkupack während des Verpackungsprozesses eine Schutzplatine hinzugefügt werden. Die internen oder externen Schaltkreise dieser Akkupacks können ausfallen, was zu Überspannungsladung, Überladung, Tiefentladung, externem Kurzschluss, Überlastung und anderen elektrischen Stresszuständen des Akkus führen kann, was auch zu Überhitzung, Brand, Explosion usw. Achtung.
Unter der Bedingung elektrischer Belastung führt das Überspannungsladen und Überladen zu heftigen Nebenreaktionen und erzeugt viel Wärme, was zu einem thermischen Durchgehen führt; Überentladung führt dazu, dass die Spannung der Batterie niedriger ist als die vom Hersteller angegebene Entladeschlussspannung, und die Nebenreaktionen zu diesem Zeitpunkt werden Der Hauptgrund ist die Zersetzung des Elektrolyten, der eine große Menge Gas erzeugt , was dazu führt, dass sich die Hülle ausbeult und reißt, was zu Undichtigkeiten führt; externe Kurzschlüsse und Überlastungen erhöhen den Entladestrom, was dazu führt, dass die Innentemperatur der Batterie oder die Temperatur des Außenleiters stark ansteigt und ein thermisches Durchgehen verursacht.
4. Der vierte Weg: Leckage durch Schalenbruch;
Hauptsächlich im Zusammenhang mit dem Bruch des Batteriegehäuses. Ursachen für Schalenrisse sind innere und äußere Spannungen. Interne Spannung bezieht sich auf die interne und externe Druckdifferenz, die durch Nebenreaktionen wie übermäßige Entladung verursacht wird; externe Belastung bezieht sich auf normale oder unerwartete mechanische Belastung während des Transports und der Verwendung, wie z. Ein Bruch des Gehäuses kann zum Auslaufen des Elektrolyten im Inneren führen und eine Gefahr darstellen.
5. Der fünfte Weg: Überspannungsladung, Unterspannungsentladung, schlechte Konsistenz der eingebauten Widerstandsspannungskapazität, was zu einer Explosion führt;
Das hat mit Konsistenz zu tun. In einem Batteriepaket, das aus mehreren Zellen (Zellen) in Reihen-, Parallel- und Reihenparallelschaltung besteht, führt die Konsistenz des Innenwiderstands, der Leerlaufspannung und der Kapazität zwischen den Batterien zu Schäden an einer bestimmten Batterie oder Batterie im Inneren Batteriepack. Überspannungsladung, Unterspannungsentladung usw. des parallelen Blocks, wodurch Sicherheitsprobleme verursacht werden.
Gründe für den Ausfall von Lithiumbatterien
Lithium-Ionen-Akkus wölben sich nicht. Zunächst kann analysiert werden, dass die direkte Ursache für das Ausbeulen der Batterie in der Zersetzung des Elektrolyten liegt, wodurch im Inneren der verschlossenen Batterie Gas entsteht, wodurch die Batterie ausbeult. Es gibt viele Gründe für die Zersetzung des Elektrolyten. Alle möglichen Faktoren sind in Abbildung 4 dargestellt. Offensichtlich ist die thermische Zersetzung des Elektrolyten die Hauptursache.
Die hohe Temperatur, die zur Zersetzung des Elektrolyten durch Wärme führt, kann durch Batterieüberlastung, externen Kurzschluss, hohe Temperatur und internen Kurzschluss der Batterie verursacht werden. Wenn die ersten drei Punkte von der Szenenanwendung vor dem Ausfall ausgeschlossen werden können, ist die wahrscheinlichste Ursache der interne Kurzschluss der Batterie.
Ableitung der Ursache für das Ausbeulen von Lithium-Batterien
Es gibt auch mehrere Möglichkeiten wie Lithiumdendriten, Grate und Metallverunreinigungen, die den internen Kurzschluss der Batterie verursachen. Eine weitere Analyse ihrer Möglichkeiten und Ursachen ist erforderlich. Am Beispiel der Ausscheidung von Lithiumdendriten kann die direkte Ursache der Ausscheidung von Lithiumdendriten durch schlechte Batteriematerialien verursacht werden, oder es kann sein, dass nach der Lithiumausscheidung in der negativen Elektrode Lithiummetall entlang des Spalts des Separators wächst. und Lithiumdendriten werden in Kontakt mit der positiven Elektrode gebildet. Die Gründe für die Lithiumabscheidung der negativen Elektrode können eine zu hohe Ladegeschwindigkeit oder das Laden bei zu niedriger Temperatur umfassen. Das heißt, die Batterieladetemperatur und der Ladestrom werden nicht richtig verwaltet. Diese Unangemessenheit wird durch eine Kombination aus Problemen mit Schutzschaltkreisen (kein Design oder falsches Design), Problemen mit dem Ladeschaltkreis des Systems (Fehler oder falsches Design) und Problemen mit der Benutzerumgebung verursacht.
So verwenden Sie Lithium-Batterien richtig
1. So laden Sie eine neue Batterie auf
Bei der Verwendung von Lithiumbatterien ist zu beachten, dass die Batterie nach einiger Zeit in einen Ruhezustand übergeht. Zu diesem Zeitpunkt ist die Kapazität niedriger als der Normalwert und die Nutzungszeit wird ebenfalls verkürzt. Lithiumbatterien sind jedoch leicht zu aktivieren, solange 3-5 normale Lade-Entladezyklen verwendet werden können, um die Batterie zu aktivieren und ihre normale Kapazität wiederherzustellen. Aufgrund der Eigenschaften des Lithium-Akkus selbst hat dieser nahezu keinen Memory-Effekt. Daher ist beim Aktivierungsprozess der neuen Lithiumbatterie im Mobiltelefon des Benutzers kein spezielles Verfahren oder Gerät erforderlich.
Für die „Aktivierung“ von Lithium-Akkus gibt es viele Sprichwörter: Die Ladezeit muss mehr als 12 Stunden betragen, und es muss dreimal wiederholt werden, um den Akku zu aktivieren. Diese Aussage, dass „die ersten drei Ladungen länger als 12 Stunden geladen werden sollten“, gilt nur für Nickelbatterien (wie Nickel-Cadmium und Nickel-Metallhydrid). Die Lade- und Entladeeigenschaften von Lithiumbatterien und Nickelbatterien sind sehr unterschiedlich. Überladung und Tiefentladung von Lithium-Batterien verursachen große Schäden an Lithium-Batterien, insbesondere an flüssigen Lithium-Ionen-Batterien. Laden Sie daher am besten nach Standardzeit und Standardmethode, insbesondere nicht länger als 12 Stunden (das Ladegerät zeigt an, dass es vollständig geladen ist).
Darüber hinaus stoppen Lithiumbatterien oder -ladegeräte automatisch den Ladevorgang, wenn die Batterie vollständig aufgeladen ist, und bei Nickelbatterieladegeräten gibt es keine sogenannte "Erhaltungsladung", die länger als 10 Stunden dauert. Das heißt, nachdem die Lithium-Batterie vollständig aufgeladen ist, ist sie auch weiß geladen, wenn sie auf das Ladegerät gelegt wird. Es gibt jedoch keine Garantie dafür, dass sich die Eigenschaften der Lade-Entlade-Schutzschaltung des Akkus nie ändern und die Qualität narrensicher ist. Daher wird die Lithium-Batterie für lange Zeit am Rande der Gefahr sein. Auch aus diesem Grund sind wir gegen langes Laden.
Schließlich ist ein weiterer nicht zu vernachlässigender Aspekt, dass auch Lithiumbatterien nicht für eine Tiefentladung geeignet sind und eine Tiefentladung auch für Lithiumbatterien sehr schädlich ist.
2. Wann sollten Sie bei normalem Gebrauch mit dem Aufladen beginnen?
Diese Aussage ist oft zu sehen. Da die Anzahl der Lade- und Entladevorgänge begrenzt ist, sollte der Akku des Mobiltelefons so oft wie möglich aufgeladen werden. Tatsächlich hat die Lebensdauer der Lithiumbatterie damit nichts zu tun. Die Anzahl der Wiederaufladungen hängt von der Entladetiefe ab. Die Zyklenlebensdauer bei 10 % Entladetiefe ist viel länger als bei 100 % Entladetiefe. Unter normalen Umständen sollte nach dem Aufladen der Restleistung des Akkus nachgeladen werden. Wenn der Akku am zweiten Tag nicht den ganzen Tag durchhält, sollte er rechtzeitig aufgeladen werden.
Das Prinzip des Nachladens nach Verbrauch der Restleistung des Akkus bedeutet nicht, dass diese auch wirklich verbraucht ist. Ein ebenso weit verbreiteter Spruch wie langes Laden lautet: „Akku so weit wie möglich verbrauchen“. Diese Praxis wird eigentlich nur bei Nickel-Akkus angewendet, um den Memory-Effekt zu vermeiden, und ist leider auch bei Lithium-Akkus verbreitet. Es gab ein Beispiel dafür, dass jemand das Telefon weiter benutzte, ohne aufzuladen, nachdem die Warnung, dass die Akkuleistung des Telefons zu niedrig ist, verwendet wurde, bis es automatisch heruntergefahren wurde. Infolgedessen reagierte das Mobiltelefon in diesem Beispiel beim anschließenden Laden und Hochfahren nicht und musste zur Wartung an den Kundendienst geschickt werden. Dies liegt tatsächlich daran, dass die Batteriespannung aufgrund von Überentladung zu niedrig ist, sodass sie keine normalen Lade- und Einschaltbedingungen aufweist.
Der Lithium-Ionen-Akku des Mobiltelefons sollte nicht überladen oder verwendet werden, wenn er leer ist. Das Aufladen des Akkus, bevor er leer ist, wird den Akku nicht beschädigen. Es ist ratsam, es innerhalb von 2-3 Stunden aufzuladen, und es muss nicht vollständig aufgeladen werden. Der Lithium-Akku sollte jedoch etwa alle 3-4 Monate vollständig geladen (normale Ladezeit) und 1-2 Mal entladen werden.
3. Lithiumbatterien, die längere Zeit nicht benutzt werden, sollten kühl und trocken gelagert werden
Verwenden Sie am besten einen halbgeladenen Zustand (70--80% der vollen Ladung, wenn Ihr Handy bei voller Ladung 4 Balken anzeigt, dann sind 3 Balken in Ordnung), am besten lagern Sie den Akku bei einem vollständig aufgeladen, und der Akku wird beschädigt. Lagern Sie die Batterie ohne Strom. wird zerstört werden. Überprüfen Sie alle 3-6 Monate, ob Sie nachladen müssen.
4. Verschiedene Arten von Lithium-Ionen-Batterien haben unterschiedliche Sicherheit
Je nach Elektrolyt kann es in flüssige Lithium-Ionen-Batterien und Polymer-Lithium-Ionen-Batterien unterteilt werden. Der Elektrolyt der Polymer-Lithium-Ionen-Batterie ist kolloidal und fließt nicht, daher gibt es kein Leckageproblem und es ist sicherer.
Lagerung von Lithiumbatterien
Lithium-Primärbatterien haben eine sehr geringe Selbstentladung und können 3 Jahre gelagert werden. Die Wirkung wird besser, wenn sie unter Kühlung gelagert wird. Es ist eine gute Idee, Lithium-Primärbatterien an einem Ort mit niedriger Temperatur zu lagern.
Lithium-Ionen-Akkus können aufgrund ihrer geringen Selbstentladung mehr als ein halbes Jahr bei 20°C gelagert werden und einen Großteil ihrer Kapazität zurückgewinnen.
Das Selbstentladungsphänomen, das bei Lithiumbatterien auftritt, wenn die Batteriespannung für längere Zeit unter 3,6 V gehalten wird, führt zu einer Tiefentladung der Batterie und einer Beschädigung der inneren Struktur der Batterie, wodurch die Batterielebensdauer verkürzt wird. Daher sollte bei Langzeitlagerung von Lithium-Akkus alle 3 bis 6 Monate nachgeladen werden, d.h. ein Aufladen auf eine Spannung von 3,8 bis 3,9 V (die beste Lagerspannung von Lithium-Akkus liegt bei ca. 3,85 V) ist angemessen, nicht voll aufgeladen.
Lithiumbatterien haben einen breiten Anwendungstemperaturbereich. Sie können im Winter immer noch im Freien verwendet werden, aber ihre Kapazität wird stark reduziert. Wenn sie auf Raumtemperatur zurückkehren, kann die Kapazität wiederhergestellt werden.
Wartungsanweisungen für Lithiumbatterien
1. Die Ladespannung darf nicht höher als die maximale Ladespannung sein und die Entladespannung darf nicht niedriger als die minimale Arbeitsspannung sein.
2. Lithium-Ionen-Akkus müssen jederzeit über der Mindestbetriebsspannung gehalten werden. Niederspannungs-Überentladungs- oder Selbstentladungsreaktionen führen zur Zersetzung und Zerstörung von aktiven Lithium-Ionen-Substanzen, die möglicherweise nicht wiederhergestellt werden.
3. Jede Form der Überladung des Lithium-Ionen-Akkus führt zu ernsthaften Schäden an der Akkuleistung und sogar zur Explosion. Li-Ionen-Akkus müssen während des Ladevorgangs ein Überladen des Akkus vermeiden.
4, nicht oft tiefentladen, tief laden. Nach jeweils 30 Ladezyklen führt der Leistungserkennungschip jedoch automatisch eine Tiefentladung und Tiefenladung durch, um den Zustand der Batterie genau zu beurteilen.
5. Vermeiden Sie hohe Temperaturen, die die Lebensdauer verkürzen und in schweren Fällen zu einer Explosion führen können. Möglichst im Kühlschrank lagern. Wenn der Notebook-Computer mit Wechselstrom betrieben wird, entfernen Sie bitte den Lithium-Ionen-Akkuriegel, um zu vermeiden, dass er durch die vom Computer erzeugte Wärme beeinträchtigt wird.
6. Vermeiden Sie das Einfrieren, aber der Gefrierpunkt der meisten Elektrolytlösungen für Lithium-Ionen-Batterien liegt bei -40 °C, was nicht leicht einzufrieren ist.
7. Wenn es längere Zeit nicht benutzt wird, lagern Sie es bitte mit 40 % bis 60 % der Ladekapazität. Wenn der Akku zu schwach ist, kann es aufgrund von Selbstentladung zu einer Überentladung kommen.
8. Da Lithium-Ionen-Akkus naturgemäß altern, wenn sie nicht benutzt werden, sollten sie bedarfsgerecht und nicht zu häufig gekauft werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Sie bei der Verwendung von Lithium-Batterien vermeiden sollten, sie unter schwierigen Bedingungen zu verwenden, wie z. B.: hohe Temperatur, hohe Luftfeuchtigkeit, langfristige Sonneneinstrahlung im Sommer usw. und vermeiden Sie es, den Akku ins Feuer zu werfen. Stellen Sie beim Entfernen der Batterie sicher, dass die elektrischen Geräte ausgeschaltet sind; die Betriebstemperatur sollte zwischen -20~50℃ gehalten werden. Vermeiden Sie eine längere „Lagerung“ von Batterien in ausgedienten Elektrogeräten. Beim Kauf von Lithium-Batterien wählen Sie reguläre Kanäle, reguläre Hersteller, es ist verboten, Lithium-Batterien ohne Erlaubnis zu modifizieren.