Introdução:
Baterias de lítioAs baterias de lítio tornaram-se parte integrante do nosso dia a dia, alimentando tudo, desde smartphones e laptops até veículos elétricos e sistemas de armazenamento de energia. Embora amplamente utilizadas, já ocorreram casos de incêndios e explosões que, apesar de raros, suscitaram preocupações quanto à sua segurança. Compreender os fatores que podem levar a tais incidentes é fundamental para garantir o uso seguro e confiável das baterias de lítio.
As explosões de baterias de lítio representam um sério problema de segurança, e as causas de sua ocorrência são complexas e variadas, incluindo principalmente fatores internos e externos.
Fatores internos
curto-circuito interno
Capacidade insuficiente do eletrodo negativo: Quando a capacidade do eletrodo negativo do eletrodo positivo de uma bateria de lítio é insuficiente, os átomos de lítio gerados durante o carregamento não conseguem se inserir na estrutura intercamadas do grafite do eletrodo negativo, precipitando-se na superfície e formando cristais. O acúmulo prolongado desses cristais pode causar um curto-circuito, levando à descarga rápida da bateria, geração excessiva de calor, queima do diafragma e, consequentemente, a uma explosão.
Absorção de água pelo eletrodo e reação com o eletrólito: Após o eletrodo absorver água, ele pode reagir com o eletrólito, produzindo protuberâncias de ar, que podem causar curtos-circuitos internos.
Problemas com o eletrólito: A qualidade e o desempenho do próprio eletrólito, bem como a quantidade de líquido injetado durante a injeção que não atenda aos requisitos do processo, podem afetar a segurança da bateria.
Impurezas no processo de produção: Impurezas, poeira, etc., que podem existir durante o processo de produção da bateria também podem causar microcurtos-circuitos.
fuga térmica
Quando ocorre uma fuga térmica dentro de uma bateria de lítio, uma reação química exotérmica acontece entre os materiais internos da bateria, produzindo gases inflamáveis como hidrogênio, monóxido de carbono e metano. Essas reações levam a novas reações secundárias, formando um ciclo vicioso que causa um aumento acentuado da temperatura e da pressão dentro da bateria, podendo eventualmente levar a uma explosão.
Sobrecarga prolongada da célula da bateria
Em condições de carregamento prolongado, a sobrecarga e a sobrecorrente também podem levar a altas temperaturas e altas pressões, o que, por sua vez, pode causar riscos à segurança.
Fatores externos
curto-circuito externo
Embora curtos-circuitos externos raramente causem diretamente a fuga térmica da bateria, curtos-circuitos externos de longa duração podem fazer com que pontos de conexão frágeis no circuito queimem, o que, por sua vez, pode causar problemas de segurança mais graves.
Alta temperatura externa
Em ambientes de alta temperatura, o solvente do eletrólito das baterias de lítio evapora mais rapidamente, os materiais dos eletrodos se expandem e a resistência interna aumenta, o que pode causar vazamentos, curtos-circuitos, etc., provocando explosões ou incêndios.
vibração mecânica ou danos
Quando as baterias de lítio são submetidas a fortes vibrações mecânicas ou danos durante o transporte, uso ou manutenção, o diafragma ou o eletrólito da bateria podem ser danificados, resultando em contato direto entre o lítio metálico e o eletrólito, desencadeando uma reação exotérmica e, em última instância, levando a uma explosão ou incêndio.
Problema de carregamento
Sobrecarga: O circuito de proteção ou o painel de detecção apresenta defeito, fazendo com que a tensão de carga seja superior à tensão nominal da bateria. Isso resulta na decomposição do eletrólito, reações violentas dentro da bateria e aumento rápido da pressão interna, podendo causar explosão.
Sobrecorrente: Uma corrente de carga excessiva pode impedir que os íons de lítio se incorporem ao polo positivo, resultando na formação de lítio metálico na superfície do polo positivo, que penetra no diafragma e causa um curto-circuito direto entre os polos positivo e negativo, podendo levar a uma explosão.
Conclusão
As causas de explosões de baterias de lítio incluem curtos-circuitos internos, fuga térmica, sobrecarga prolongada das células da bateria, curtos-circuitos externos, altas temperaturas externas, vibração ou danos mecânicos, problemas de carregamento e outros fatores. Portanto, ao usar e realizar a manutenção de baterias de lítio, é necessário seguir rigorosamente as normas de segurança pertinentes para garantir a segurança e a estabilidade da bateria. Ao mesmo tempo, o fortalecimento da supervisão de segurança e das medidas preventivas também são meios importantes para evitar explosões de baterias de lítio.
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Data da publicação: 24/07/2024