Tutto quello che vuoi sapere sulla sicurezza delle batterie al litio è qui

Everything you want to know about lithium battery safety is here

Negli ultimi due anni, le batterie al litio sono state preferite per i loro vantaggi globali di elevata resistenza e tempi di ciclo elevati. A causa dell'attenzione, verranno amplificate anche alcune notizie negative sulle batterie al litio. Lo sviluppo di cose nuove segue determinate regole. Le batterie al litio sono migliorate nella selezione del mercato e nello sviluppo continuo. La sicurezza delle batterie al litio è anche uno dei problemi più preoccupati. È anche il punto chiave a cui la nuova industria energetica attribuisce urgentemente la massima importanza.

💥Le prestazioni principali dei problemi di sicurezza delle batterie agli ioni di litio

⭐Il fuoco, brucia direttamente sul corpo umano o crea un pericolo di incendio per i prodotti elettronici alimentati a batteria;

⭐Esplosioni, che mettono in pericolo direttamente il corpo umano o che distruggono apparecchiature e causano gravi pericoli secondari;

⭐surriscaldamento, provocando direttamente ustioni al corpo umano, o comportando una diminuzione del livello di isolamento e delle prestazioni dei componenti di sicurezza, o innescando liquidi infiammabili;

⭐La fuoriuscita di liquido può causare rischi di corrosione chimica causati dal contatto umano diretto o dall'inalazione o causare il guasto dell'isolamento interno dei prodotti elettronici alimentati a batteria per causare indirettamente scosse elettriche, incendi e altri pericoli;

⭐La scossa elettrica, per i pacchi batteria la cui tensione di uscita supera il limite di tensione di sicurezza, può anche causare un rischio di scossa elettrica.

Cause di guasto della batteria agli ioni di litio

1. Il primo modo: surriscaldamento e incendio causato da cortocircuito interno;

Principalmente correlato al cortocircuito interno delle batterie agli ioni di litio. Il cortocircuito interno delle batterie agli ioni di litio è la causa più importante dei suoi problemi di sicurezza e la maggior parte dei problemi di sicurezza sono causati da cortocircuiti interni. Il cortocircuito interno è il cortocircuito degli elettrodi positivi e negativi nella batteria, che è generalmente causato da impurità metalliche mescolate nel processo di produzione, bave causate dalla lamina metallica dell'elettrodo durante il taglio, dendriti di litio formati durante l'uso e sollecitazioni meccaniche impreviste come estrusione. Quando si verifica un cortocircuito interno, viene generata una grande quantità di calore, che può causare problemi di sicurezza.

2. Il secondo modo: incendio ed esplosione causati da sovraccarico e cortocircuito esterno da scaricamento eccessivo;

Per eseguire la gestione della carica e della scarica e la protezione di sicurezza per gli ioni di litio, è necessario progettare un circuito di gestione della carica e della scarica nel dispositivo host o nell'adattatore che utilizza la batteria e in alcuni dispositivi è presente anche un circuito di carico della scarica.

3. La terza via: incendi ed esplosioni causati da uso improprio e abuso;

Per proteggere la batteria agli ioni di litio, è necessario aggiungere un circuito di protezione al pacco batteria durante il processo di confezionamento. I circuiti interni o esterni di questi pacchi batteria potrebbero guastarsi, causando sovratensione di carica, sovraccarica, scarica eccessiva, cortocircuito esterno, sovraccarico e altre condizioni di stress elettrico della batteria, che possono anche portare a surriscaldamento, incendio, esplosione, ecc. Pericolo.

In condizioni di stress elettrico, la carica da sovratensione e la carica eccessiva produrranno violente reazioni collaterali e genereranno molto calore, che porterà a un'instabilità termica; una scarica eccessiva farà sì che la tensione della batteria sia inferiore alla tensione di interruzione della scarica specificata dal produttore e le reazioni collaterali in questo momento lo faranno Il motivo principale è la decomposizione dell'elettrolita, che produce una grande quantità di gas , che provoca il rigonfiamento e la rottura del guscio, causando perdite; cortocircuiti e sovraccarichi esterni aumenteranno la corrente di scarica, causando un forte aumento della temperatura interna della batteria o della temperatura del conduttore esterno, causando un'instabilità termica.

4. Il quarto modo: perdita causata dalla rottura del guscio;

Principalmente correlato alla rottura dell'involucro della batteria. Le cause della rottura del guscio includono lo stress interno ed esterno. Lo stress interno si riferisce alla differenza di pressione interna ed esterna causata da reazioni collaterali come una scarica eccessiva; lo stress esterno si riferisce allo stress meccanico normale o imprevisto durante il trasporto e l'uso, come la rottura del guscio causata da vibrazioni, shock da accelerazione e cadute. Una rottura dell'involucro può causare la fuoriuscita dell'elettrolito all'interno, creando un pericolo.

5. Il quinto modo: carica per sovratensione, scarica per sottotensione, scarsa consistenza della capacità di tensione del resistore incorporato, con conseguente esplosione;

Ha a che fare con la coerenza. In un pacco batteria composto da più celle (celle) in serie, in parallelo e in collegamento serie-parallelo, la consistenza della resistenza interna, della tensione a circuito aperto e della capacità tra le batterie causerà danni a una determinata batteria o batteria all'interno del pacco batterie. Carica di sovratensione, scarica di sottotensione, ecc. del blocco parallelo, causando così problemi di sicurezza.

Motivi del guasto della batteria al litio

Le batterie agli ioni di litio non si gonfiano. Innanzitutto si può analizzare che la causa diretta del rigonfiamento della batteria è dovuta alla decomposizione dell'elettrolita, che produce gas all'interno della batteria sigillata, provocando il rigonfiamento della batteria. Ci sono molte ragioni per la decomposizione dell'elettrolita. Tutti i possibili fattori sono mostrati in Figura 4. Ovviamente, la principale causa possibile è la decomposizione termica dell'elettrolita.

L'elevata temperatura che provoca la decomposizione dell'elettrolito a causa del calore può derivare da sovraccarico della batteria, cortocircuito esterno, temperatura elevata e cortocircuito interno della batteria. Se i primi tre elementi possono essere esclusi dall'applicazione di scena prima del guasto, la causa più probabile è il cortocircuito interno della batteria.

Deduzione della causa del rigonfiamento della batteria al litio

Ci sono anche diverse possibilità come dendriti di litio, bave e impurità metalliche che causano il cortocircuito interno della batteria. È necessaria un'ulteriore analisi della sua possibilità e delle sue cause. Prendendo come esempio la precipitazione dei dendriti di litio, la causa diretta della precipitazione dei dendriti di litio può essere causata da materiali scadenti della batteria, oppure può essere che dopo la precipitazione del litio nell'elettrodo negativo, il litio metallico cresca lungo lo spazio vuoto del separatore, e i dendriti di litio si formano a contatto con l'elettrodo positivo. Le ragioni della precipitazione del litio dell'elettrodo negativo possono includere la velocità di carica troppo alta o la carica a temperatura troppo bassa. Cioè, la temperatura e la corrente di carica della batteria sono gestite in modo improprio. Questa inadeguatezza è causata da una combinazione di problemi del circuito di protezione (nessuna progettazione o progettazione impropria), problemi del circuito di carica del sistema (guasti o progettazione impropria) e problemi dell'ambiente dell'utente.

Come utilizzare correttamente la batteria al litio

1. Come caricare una nuova batteria

Quando si utilizzano batterie al litio, è necessario notare che la batteria entrerà in uno stato dormiente dopo essere stata riposta per un periodo di tempo. In questo momento, la capacità è inferiore al valore normale e anche il tempo di utilizzo viene ridotto. Tuttavia, le batterie al litio sono facili da attivare, purché sia ​​possibile utilizzare 3-5 normali cicli di carica-scarica per attivare la batteria e ripristinarne la normale capacità. A causa delle caratteristiche della batteria al litio stessa, non ha quasi alcun effetto memoria. Pertanto, nel processo di attivazione della nuova batteria al litio nel telefono cellulare dell'utente, non è richiesto alcun metodo o attrezzatura speciale.

Per "l'attivazione" delle batterie al litio, ci sono molti detti: il tempo di ricarica deve essere superiore alle 12 ore, e deve essere ripetuto tre volte per attivare la batteria. Questa affermazione che "le prime tre cariche dovrebbero essere caricate per più di 12 ore" si applica solo alle batterie al nichel (come nichel-cadmio e nichel-metallo idruro). Le caratteristiche di carica e scarica delle batterie al litio e delle batterie al nichel sono molto diverse. Il sovraccarico e lo scaricamento eccessivo delle batterie al litio causeranno enormi danni alle batterie al litio, in particolare alle batterie agli ioni di litio liquido. Pertanto, è meglio caricare secondo l'ora e il metodo standard, in particolare per non caricare per più di 12 ore (il caricabatterie mostra che è completamente carico).

Inoltre, le batterie o i caricabatterie al litio smetteranno automaticamente di caricarsi quando la batteria è completamente carica e non esiste la cosiddetta ricarica "di mantenimento" che duri per più di 10 ore per i caricabatterie al nichel. Vale a dire, dopo che la batteria al litio è completamente carica, viene caricata anche di bianco quando viene posizionata sul caricabatterie. Tuttavia, non vi è alcuna garanzia che le caratteristiche del circuito di protezione della carica-scarica della batteria non cambieranno mai e la qualità sarà infallibile. Pertanto, la batteria al litio sarà sull'orlo del pericolo per molto tempo. Questo è un altro motivo per cui siamo contrari alla ricarica lunga.

Infine, un altro aspetto che non può essere ignorato è che anche le batterie al litio non sono adatte per la scarica eccessiva e anche la scarica eccessiva è molto dannosa per le batterie al litio.

2. Quando iniziare a caricare durante il normale utilizzo?

Questa affermazione è spesso vista. Poiché il numero di carica e scarica è limitato, la batteria del telefono cellulare deve essere ricaricata il più possibile. In effetti, la durata della batteria al litio non ha nulla a che fare con questo. Il numero di volte ricaricabili è correlato alla profondità di scarica. La durata del ciclo al 10% di profondità di scarico è molto più lunga di quella al 100% di profondità di scarico. In circostanze normali, dovrebbe essere ricaricato secondo il principio della ricarica dopo che la carica residua della batteria è esaurita. Se la batteria non può durare per l'intera giornata il secondo giorno, dovrebbe essere caricata in tempo.

Il principio di ricarica dopo l'esaurimento della carica residua della batteria non significa che sia effettivamente esaurita. Un detto tanto diffuso quanto a lungo in carica è "esaurire la batteria il più possibile". Questa pratica in realtà viene utilizzata solo sulle batterie al nichel, lo scopo è quello di evitare l'effetto memoria, e purtroppo è diffusa anche sulle batterie al litio. C'è stato un esempio di qualcuno che ha continuato a utilizzare il telefono senza caricare dopo che l'avviso che la carica della batteria del telefono è troppo bassa è stata utilizzata fino allo spegnimento automatico. Di conseguenza, il telefono cellulare in questo esempio non ha risposto durante la ricarica e l'avvio successivi e ha dovuto essere inviato al servizio clienti per la manutenzione. Ciò è in realtà dovuto al fatto che la tensione della batteria è troppo bassa a causa di una scarica eccessiva, quindi non ha condizioni di carica e accensione normali.

La batteria agli ioni di litio del telefono cellulare non deve essere sovraccaricata o utilizzata quando è scarica. Caricare la batteria prima che si esaurisca non causerà danni alla batteria. Si consiglia di caricarlo entro 2-3 ore e non è necessario caricarlo completamente. Tuttavia, la batteria al litio dovrebbe essere completamente carica (tempo di ricarica normale) e scaricata 1-2 volte ogni 3-4 mesi circa.

3. Le batterie al litio che non vengono utilizzate per molto tempo devono essere conservate in un luogo fresco e asciutto

È meglio utilizzare uno stato di carica a metà (70--80% della carica completa, se il telefono cellulare visualizza 4 barre quando è completamente carico, quindi 3 barre vanno bene), è meglio conservare la batteria con un carica completa e la batteria sarà danneggiata. Conservare la batteria senza elettricità. sarà distrutto. Ogni 3-6 mesi, controlla se è necessario ricaricare.

4. Diversi tipi di batterie agli ioni di litio hanno una sicurezza diversa

Secondo l'elettrolita, può essere suddiviso in batteria agli ioni di litio liquida e batteria agli ioni di litio polimerica. L'elettrolita della batteria agli ioni di litio polimerica è colloidale e non scorre, quindi non ci sono problemi di perdite ed è più sicuro.

Stoccaggio di batterie al litio

Le batterie primarie al litio hanno un'autoscarica molto bassa e possono essere conservate per 3 anni. L'effetto sarà migliore se conservato in frigorifero. È una buona idea conservare le batterie primarie al litio in un luogo a bassa temperatura.

Le batterie agli ioni di litio possono essere conservate a 20°C per più di sei mesi grazie al loro basso tasso di autoscarica e la maggior parte della loro capacità può essere recuperata.

Il fenomeno di autoscarica che esiste nelle batterie al litio, se la tensione della batteria viene mantenuta al di sotto di 3,6 V per lungo tempo, porterà a una scarica eccessiva della batteria e danneggerà la struttura interna della batteria, riducendo la durata della batteria. Pertanto, la conservazione a lungo termine delle batterie al litio deve essere ricaricata ogni 3-6 mesi, ovvero la carica a una tensione compresa tra 3,8 e 3,9 V (la migliore tensione di conservazione delle batterie al litio è di circa 3,85 V) è appropriata, non completamente carica.

Le batterie al litio hanno un'ampia gamma di temperature di applicazione. Possono ancora essere utilizzati all'aperto in inverno, ma la loro capacità sarà molto ridotta. Se tornano a temperatura ambiente, la capacità può essere ripristinata.

Istruzioni per la manutenzione della batteria al litio

1. La tensione di carica non deve essere superiore alla tensione di carica massima e la tensione di scarica non deve essere inferiore alla tensione di lavoro minima.

2. Le batterie agli ioni di litio devono essere mantenute al di sopra della tensione minima di esercizio in qualsiasi momento. Le reazioni di scarica eccessiva o autoscarica a bassa tensione causeranno la decomposizione e la distruzione delle sostanze attive agli ioni di litio, che potrebbero non essere ripristinate.

3. Qualsiasi forma di sovraccarico della batteria agli ioni di litio causerà seri danni alle prestazioni della batteria e persino esplosioni. Le batterie agli ioni di litio devono evitare di sovraccaricare la batteria durante il processo di carica.

4, non scaricano spesso in profondità, carica profonda. Tuttavia, dopo ogni 30 cicli di ricarica, il chip di rilevamento dell'alimentazione eseguirà automaticamente una scarica profonda e una carica profonda per valutare con precisione lo stato della batteria.

5. Evitare le alte temperature, che ridurranno la durata della vita e, nei casi più gravi, potrebbero causare un'esplosione. Conservare in frigorifero se possibile. Se il computer portatile funziona con alimentazione CA, rimuovere la barra della batteria agli ioni di litio per evitare di essere influenzato dal calore generato dal computer.

6. Evitare il congelamento, ma il punto di congelamento della maggior parte delle soluzioni di elettroliti delle batterie agli ioni di litio è -40 °C, che non è facile da congelare.

7. Se non viene utilizzato per molto tempo, conservarlo con una capacità di ricarica compresa tra il 40% e il 60%. Quando la batteria è troppo scarica, potrebbe causare una scarica eccessiva a causa dell'autoscarica.

8. Poiché le batterie agli ioni di litio invecchiano naturalmente quando non vengono utilizzate, dovrebbero essere acquistate in base alle effettive esigenze e non dovrebbero essere acquistate troppo.

Riassumendo, quando si utilizzano batterie al litio, è necessario evitare di utilizzarle in condizioni difficili, come: temperatura elevata, umidità elevata, esposizione prolungata al sole in estate, ecc., ed evitare di bruciare la batteria. Quando si rimuove la batteria assicurarsi che gli apparecchi elettrici siano spenti; la temperatura di esercizio deve essere mantenuta tra -20 ~ 50 ℃. Evitare lo "stoccaggio" prolungato delle batterie in apparecchi elettrici fuori servizio. Acquistando batterie al litio scegli canali regolari, produttori regolari, è vietato modificare le batterie al litio senza autorizzazione.


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