Skade på utvidelse av litiumbatteri

Skallegenskaper
Litium, med atomnummer 3 og atomvekt på 6,941, er det letteste alkalimetallelementet. For å forbedre sikkerhet og spenning har forskere oppfunnet materialer som grafitt og litiumkoboltoksid for å lagre litiumatomer. Den molekylære strukturen til disse materialene danner små lagringsnett i nanoskala som kan brukes til å lagre litiumatomer. På denne måten, selv om batteriskallet er ødelagt og oksygen kommer inn, er oksygenmolekylene for store til å komme inn i disse bittesmå lagringsnettene, slik at litiumatomene ikke kommer i kontakt med oksygen og unngår eksplosjon.
Beskyttelsestiltak
Når litiumbattericellen overlades til en spenning høyere enn 4,2V, vil bivirkninger begynne å oppstå. Jo høyere overladingsspenning, jo høyere er faren. Når litiumbatteriets cellespenning er høyere enn 4,2V, er antallet litiumatomer som er igjen i det positive elektrodematerialet mindre enn halvparten, og lagringsnettet kollapser ofte på dette tidspunktet, noe som fører til at batteriet har permanent kapasitetstap. Hvis ladingen fortsetter, siden lagringsnettet til den negative elektroden allerede er fullt av litiumatomer, vil påfølgende litiummetall samle seg på overflaten av det negative elektrodematerialet. Disse litiumatomene vil vokse dendritter fra den negative elektrodeoverflaten til retningen av litiumioner. Disse litiummetallkrystallene vil passere gjennom membranen og kortslutte de positive og negative elektrodene. Noen ganger eksploderer batteriet før kortslutningen oppstår. Dette er fordi under overladingsprosessen vil elektrolytten og andre materialer brytes ned og produsere gass, noe som får batteriskallet eller trykkventilen til å svelle og briste, slik at oksygen kommer inn og reagerer med litiumatomene som er akkumulert på overflaten av den negative elektroden, og deretter eksplodere.
Derfor, når du lader litiumbatterier, er det nødvendig å sette en øvre spenningsgrense for å ta hensyn til batteriets levetid, kapasitet og sikkerhet på samme tid. Den mest ideelle øvre grensen for ladespenning er 4,2V. Det er også en nedre spenningsgrense ved utlading av litiumbatterier. Når batterispenningen er lavere enn 2,4V, vil noen materialer begynne å bli skadet. Fordi batteriet vil selvutlades, jo lenger det er utladet, jo lavere blir spenningen. Derfor er det best å ikke slutte å lade ut ved 2,4V. I løpet av perioden når litiumbatteriet er utladet fra 3,0V til 2,4V, utgjør energien som frigjøres bare omtrent 3 % av batterikapasiteten. Derfor er 3.0V en ideell utladningssperrespenning. Ved lading og utlading er det i tillegg til spenningsbegrensninger også nødvendig med strømbegrensninger. Når strømmen er for stor, vil ikke litiumioner ha tid til å komme inn i lagringscellen og vil samle seg på overflaten av materialet.
Etter at disse litiumionene har oppnådd elektroner, vil litiumatomer krystalliseres på overflaten av materialet, noe som er farlig akkurat som overlading. Hvis batteriskallet er ødelagt, vil det eksplodere. Derfor må beskyttelsen av litiumionbatterier minst omfatte: øvre grense for ladespenning, nedre grense for utladningsspenning og øvre grense for strøm. Generelt vil det i tillegg til litiumbattericellen være en beskyttelsestavle i litiumbatteripakken, som hovedsakelig gir disse tre beskyttelsene. Imidlertid er disse tre beskyttelsene til beskyttelsesbrettet åpenbart ikke nok, og litiumbatterieksplosjoner er fortsatt hyppige rundt om i verden. For å sikre sikkerheten til batterisystemet, er det nødvendig å gjennomføre en mer nøye analyse av årsakene til batterieksplosjoner.