Todo lo que quieres saber sobre la seguridad de las baterías de litio está aquí

Everything you want to know about lithium battery safety is here

En los últimos dos años, las baterías de litio se han visto favorecidas debido a sus ventajas integrales de gran resistencia y tiempos de ciclo elevados. Por la atención, también se amplificarán algunas noticias negativas de las baterías de litio. El desarrollo de cosas nuevas sigue ciertas reglas. Las baterías de litio se mejoran en la selección del mercado y el desarrollo continuo. La seguridad de las baterías de litio es también uno de los temas más preocupantes. También es el punto clave al que la industria de la nueva energía concede la mayor importancia con urgencia.

💥El principal rendimiento de los problemas de seguridad de las baterías de iones de litio

⭐Fuego, quema directamente el cuerpo humano o crea un riesgo de incendio para productos electrónicos que funcionan con baterías;

⭐Explosión, que ponga en peligro directamente el cuerpo humano o destruya equipos y cause peligros secundarios graves;

⭐Sobrecalentamiento, causando directamente quemaduras en el cuerpo humano, o provocando una disminución en el nivel de aislamiento y rendimiento de los componentes de seguridad, o inflamando líquidos inflamables;

⭐La fuga de líquido puede causar peligros de corrosión química causados por el contacto humano directo o la inhalación, o causar que la falla del aislamiento interno de los productos electrónicos alimentados por batería provoque descargas eléctricas, incendios y otros peligros de manera indirecta;

⭐La descarga eléctrica, para paquetes de baterías cuyo voltaje de salida excede el límite de voltaje seguro, también puede causar un riesgo de descarga eléctrica.

Causas de falla de la batería de iones de litio

1. La primera forma: sobrecalentamiento e incendio causado por cortocircuito interno;

Principalmente relacionado con el cortocircuito interno de las baterías de iones de litio. El cortocircuito interno de las baterías de iones de litio es la causa más importante de sus problemas de seguridad, y la mayoría de los problemas de seguridad son causados por cortocircuitos internos. El cortocircuito interno es el cortocircuito de los electrodos positivo y negativo de la batería, que generalmente es causado por impurezas metálicas mezcladas en el proceso de producción, rebabas causadas por la lámina metálica del electrodo durante el corte, dendritas de litio formadas durante el uso y estrés mecánico inesperado como extrusión. Cuando ocurre un cortocircuito interno, se genera una gran cantidad de calor, lo que puede causar problemas de seguridad.

2. La segunda forma: incendio y explosión causados por sobrecarga y sobredescarga de cortocircuito externo;

Para realizar la gestión de carga y descarga y la protección de seguridad para los iones de litio, se debe diseñar un circuito de gestión de carga y descarga en el dispositivo host o adaptador que utiliza la batería, y también hay un circuito de carga de descarga en algunos dispositivos.

3. La tercera vía: incendio y explosión causados por mal uso y abuso;

Para proteger la batería de iones de litio, se debe agregar una placa de circuito de protección al paquete de baterías durante el proceso de empaque. Los circuitos internos o externos de estos paquetes de baterías pueden fallar, dando como resultado carga de sobrevoltaje, sobrecarga, descarga excesiva, cortocircuito externo, sobrecarga y otras condiciones de tensión eléctrica de la batería, que también pueden provocar sobrecalentamiento, incendio, explosión, etc Peligro.

En condiciones de tensión eléctrica, la carga por sobretensión y la sobrecarga producirán reacciones laterales violentas y generarán mucho calor, lo que provocará una fuga térmica; la descarga excesiva hará que el voltaje de la batería sea más bajo que el voltaje de corte de descarga especificado por el fabricante, y las reacciones secundarias en este momento La razón principal es la descomposición del electrolito, que produce una gran cantidad de gas , lo que hace que la carcasa se abulte y se rompa, provocando fugas; los cortocircuitos externos y las sobrecargas aumentarán la corriente de descarga, lo que hará que la temperatura interna de la batería o la temperatura del conductor externo aumenten bruscamente, lo que provocará una fuga térmica.

4. La cuarta forma: fuga causada por la ruptura de la carcasa;

Principalmente relacionado con la ruptura de la carcasa de la batería. Las causas de la ruptura de la cubierta incluyen tensión interna y externa. El estrés interno se refiere a la diferencia de presión interna y externa causada por reacciones secundarias, como una descarga excesiva; El estrés externo se refiere al estrés mecánico normal o inesperado durante el transporte y el uso, como la ruptura de la carcasa causada por vibraciones, golpes de aceleración y caídas. Una ruptura de la carcasa puede provocar una fuga del electrolito en el interior, creando un peligro.

5. La quinta forma: carga de sobrevoltaje, descarga de bajo voltaje, mala consistencia de la capacidad de voltaje de la resistencia incorporada, lo que resulta en una explosión;

Tiene que ver con la consistencia. En un paquete de baterías compuesto por múltiples celdas (celdas) en serie, en paralelo y en conexión en serie-paralelo, la consistencia de la resistencia interna, el voltaje de circuito abierto y la capacidad entre las baterías causará daño a una determinada batería o batería dentro del paquete de baterías. Carga por sobretensión, descarga por subtensión, etc. del bloque paralelo, causando así problemas de seguridad.

Razones por las que falla la batería de litio

Las baterías de iones de litio no se abultan. En primer lugar, se puede analizar que la causa directa del abombamiento de la batería se debe a la descomposición del electrolito, el cual produce gas en el interior de la batería sellada, provocando el abultamiento de la batería. Hay muchas razones para la descomposición del electrolito. Todos los factores posibles se muestran en la Figura 4. Obviamente, la descomposición térmica del electrolito es la principal causa posible.

La alta temperatura que hace que el electrolito se descomponga por el calor puede provenir de sobrecarga de la batería, cortocircuito externo, alta temperatura y cortocircuito interno de la batería. Si la aplicación de escena puede excluir los primeros tres elementos antes de la falla, la causa más probable es el cortocircuito interno de la batería.

Deducción de la causa del abultamiento de la batería de litio

También existen varias posibilidades como dendritas de litio, rebabas e impurezas metálicas que provocan el cortocircuito interno de la batería. Se requiere un mayor análisis de su posibilidad y causas. Tomando la precipitación de dendritas de litio como ejemplo, la causa directa de la precipitación de dendritas de litio puede deberse a materiales de batería deficientes, o puede ser que después de la precipitación de litio en el electrodo negativo, el litio metálico crezca a lo largo del espacio del separador, y se forman dendritas de litio en contacto con el electrodo positivo. Las razones de la precipitación de litio del electrodo negativo pueden incluir que la tasa de carga sea demasiado alta o la carga a una temperatura demasiado baja. Es decir, la temperatura y la corriente de carga de la batería no se gestionan correctamente. Esta inadecuación es causada por una combinación de problemas del circuito de protección (falta de diseño o diseño inadecuado), problemas del circuito de carga del sistema (fallas o diseño inadecuado) y problemas del entorno del usuario.

Cómo usar la batería de litio correctamente

1. Cómo cargar una batería nueva

Al usar baterías de litio, debe tenerse en cuenta que la batería entrará en un estado inactivo después de colocarla durante un período de tiempo. En este momento, la capacidad es inferior al valor normal y el tiempo de uso también se reduce. Sin embargo, las baterías de litio son fáciles de activar, siempre que se puedan usar de 3 a 5 ciclos normales de carga y descarga para activar la batería y restaurar su capacidad normal. Debido a las características de la propia batería de litio, casi no tiene efecto memoria. Por lo tanto, en el proceso de activación de la nueva batería de litio en el teléfono móvil del usuario no se requiere ningún método o equipo especial.

Para la "activación" de las baterías de litio, hay muchos dichos: el tiempo de carga debe ser superior a 12 horas y debe repetirse tres veces para activar la batería. Esta declaración de que "las tres primeras cargas deben cargarse durante más de 12 horas" solo se aplica a las baterías de níquel (como las de níquel-cadmio e hidruro de níquel-metal). Las características de carga y descarga de las baterías de litio y las baterías de níquel son muy diferentes. La sobrecarga y la descarga excesiva de las baterías de litio causarán un gran daño a las baterías de litio, especialmente a las baterías de iones de litio líquido. Por lo tanto, es mejor cargar según el tiempo estándar y el método estándar, especialmente no cargar durante más de 12 horas (el cargador muestra que está completamente cargado).

Además, las baterías o los cargadores de litio dejarán de cargarse automáticamente cuando la batería esté completamente cargada, y no existe la llamada carga "de goteo" que dura más de 10 horas para los cargadores de batería de níquel. Es decir, una vez que la batería de litio está completamente cargada, también se carga de blanco cuando se coloca en el cargador. Sin embargo, no hay garantía de que las características del circuito de protección de carga y descarga de la batería nunca cambien y que la calidad sea infalible. Por lo tanto, la batería de litio estará al borde del peligro durante mucho tiempo. Esta es otra razón por la que estamos en contra de la carga prolongada.

Finalmente, otro aspecto que no se puede ignorar es que las baterías de litio tampoco son adecuadas para la sobredescarga, y la sobredescarga también es muy perjudicial para las baterías de litio.

2. ¿Cuándo debería empezar a cargar en uso normal?

Esta declaración se ve a menudo. Debido a que el número de cargas y descargas es limitado, la batería del teléfono móvil debe recargarse tanto como sea posible. De hecho, la vida útil de la batería de litio no tiene nada que ver con esto. El número de recargas está relacionado con la profundidad de descarga. El ciclo de vida al 10 % de profundidad de descarga es mucho más largo que el del 100 % de profundidad de descarga. En circunstancias normales, debe recargarse de acuerdo con el principio de recarga después de que se agote la energía restante de la batería. Si la batería no puede durar todo el día el segundo día, debe cargarse a tiempo.

El principio de recarga después de que se agote la energía restante de la batería no significa que realmente se haya agotado. Un dicho tan difundido como la carga prolongada es "agotar la batería tanto como sea posible". Esta práctica en realidad solo se usa en baterías de níquel, el propósito es evitar el efecto memoria y, lamentablemente, también se extiende a las baterías de litio. Ha habido un ejemplo de alguien que continúa usando el teléfono sin cargarlo después de que se haya usado la advertencia de que la energía de la batería del teléfono es demasiado baja hasta que se apaga automáticamente. Como resultado, el teléfono móvil de este ejemplo no respondió durante la carga y el arranque posteriores, y tuvo que enviarse al servicio de atención al cliente para su mantenimiento. En realidad, esto se debe a que el voltaje de la batería es demasiado bajo debido a una descarga excesiva, por lo que no tiene condiciones normales de carga y encendido.

La batería de iones de litio del teléfono móvil no debe sobrecargarse ni usarse cuando no tiene energía. Cargar la batería antes de que se agote no dañará la batería. Es recomendable cargarlo dentro de 2-3 horas, y no tiene que estar completamente cargado. Sin embargo, la batería de litio debe cargarse por completo (tiempo de carga normal) y descargarse 1 o 2 veces cada 3 o 4 meses más o menos.

3. Las baterías de litio que no se utilizan durante mucho tiempo deben almacenarse en un lugar fresco y seco.

Es mejor usar un estado de carga media (70-80% de la carga completa, si su teléfono móvil muestra 4 barras cuando está completamente cargado, entonces 3 barras está bien), es mejor almacenar la batería con un carga completa y la batería se dañará. Guarde la batería sin electricidad. será destruido. Cada 3-6 meses, verifique si necesita recargar.

4. Los diferentes tipos de baterías de iones de litio tienen diferentes medidas de seguridad.

Según el electrolito, se puede dividir en batería de iones de litio líquido y batería de iones de litio de polímero. El electrolito de la batería de polímero de iones de litio es coloide y no fluye, por lo que no hay problemas de fugas y es más seguro.

Almacenamiento de baterías de litio

Las baterías primarias de litio tienen una autodescarga muy baja y se pueden almacenar durante 3 años. El efecto será mejor cuando se almacena en refrigeración. Es una buena idea almacenar las baterías primarias de litio en un lugar a baja temperatura.

Las baterías de iones de litio se pueden almacenar a 20 °C durante más de medio año debido a su baja tasa de autodescarga y se puede recuperar la mayor parte de su capacidad.

El fenómeno de autodescarga que existe en las baterías de litio, si el voltaje de la batería se mantiene por debajo de 3,6 V durante mucho tiempo, provocará una descarga excesiva de la batería y dañará la estructura interna de la batería, reduciendo la vida útil de la batería. Por lo tanto, el almacenamiento a largo plazo de las baterías de litio debe recargarse cada 3 a 6 meses, es decir, la carga a un voltaje de 3,8 a 3,9 V (el mejor voltaje de almacenamiento de las baterías de litio es de aproximadamente 3,85 V) es adecuada, no completamente cargada.

Las baterías de litio tienen una amplia gama de temperaturas de aplicación. Todavía se pueden usar al aire libre en invierno, pero su capacidad se reducirá mucho. Si vuelven a la temperatura ambiente, se puede restaurar la capacidad.

Instrucciones de mantenimiento de la batería de litio

1. El voltaje de carga no debe ser superior al voltaje máximo de carga y el voltaje de descarga no debe ser inferior al voltaje mínimo de trabajo.

2. Las baterías de iones de litio deben mantenerse por encima del voltaje mínimo de funcionamiento en todo momento. Las reacciones de sobredescarga o autodescarga de bajo voltaje provocarán la descomposición y destrucción de las sustancias activas de iones de litio, que pueden no restaurarse.

3. Cualquier forma de sobrecarga de la batería de iones de litio provocará daños graves en el rendimiento de la batería e incluso una explosión. Las baterías de iones de litio deben evitar sobrecargar la batería durante el proceso de carga.

4, no a menudo descarga profunda, carga profunda. Sin embargo, después de cada 30 ciclos de carga, el chip de detección de energía realizará automáticamente una descarga profunda y una carga profunda para evaluar con precisión el estado de la batería.

5. Evite las altas temperaturas, que acortarán la vida útil y, en casos graves, pueden provocar una explosión. Almacene en el refrigerador si es posible. Si la computadora portátil funciona con alimentación de CA, retire la barra de la batería de iones de litio para evitar que se vea afectada por el calor generado por la computadora.

6. Evite la congelación, pero el punto de congelación de la mayoría de las soluciones electrolíticas de baterías de iones de litio es de -40 °C, que no es fácil de congelar.

7. Si no se usa durante mucho tiempo, guárdelo con 40% a 60% de la capacidad de carga. Cuando la batería está demasiado baja, puede causar una descarga excesiva debido a la autodescarga.

8. Dado que las baterías de iones de litio envejecerán naturalmente cuando no estén en uso, deben comprarse de acuerdo con las necesidades reales y no deben comprarse en exceso.

En resumen, cuando use baterías de litio, debe evitar usarlas en condiciones severas, tales como: alta temperatura, alta humedad, exposición prolongada al sol en verano, etc., y evite poner la batería en el fuego. Al retirar la batería, asegúrese de que los aparatos eléctricos estén apagados; la temperatura de funcionamiento debe mantenerse entre -20~50℃. Evite el "almacenamiento" prolongado de baterías en aparatos eléctricos fuera de servicio. Al comprar baterías de litio, elija canales regulares, fabricantes regulares, está prohibido modificar las baterías de litio sin permiso.


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