Introdução:
Baterias de lítiotornaram-se parte integrante do nosso dia a dia, alimentando tudo, desde smartphones e laptops até veículos elétricos e sistemas de armazenamento de energia. Baterias de lítio são amplamente utilizadas, mas já houve casos de incêndios e explosões que, embora raros, levantaram preocupações quanto à sua segurança. Compreender os fatores que podem levar a tais incidentes é fundamental para garantir o uso seguro e confiável de baterias de lítio.
Explosões de baterias de lítio são 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 penetrar na estrutura intercalar de grafite do eletrodo negativo e precipitam na superfície do eletrodo negativo, formando cristais. O acúmulo prolongado desses cristais pode causar um curto-circuito, fazendo com que a bateria descarregue rapidamente, aqueça muito, queime o diafragma e cause uma explosão.
Absorção de água do eletrodo e reação do eletrólito: depois que o eletrodo absorve água, ele pode reagir com o eletrólito e produzir bolhas de ar, o que pode 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 atende 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, ocorre uma reação química exotérmica entre os materiais internos da bateria, produzindo gases inflamáveis como hidrogênio, monóxido de carbono e metano. Essas reações levam a novas reações colaterais, formando um ciclo vicioso, causando um aumento acentuado da temperatura e da pressão dentro da bateria, o que pode levar a uma explosão.
Sobrecarga prolongada da célula da bateria
Em condições de carregamento de longo prazo, sobrecarga e 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 o descontrole térmico da bateria, curtos-circuitos externos de longo prazo podem causar a queima de pontos de conexão fracos no circuito, o que por sua vez pode causar problemas de segurança mais sérios.
Alta temperatura externa
Em ambientes de alta temperatura, o solvente eletrolítico das baterias de lítio evapora mais rápido, os materiais do eletrodo se expandem e a resistência interna aumenta, o que pode causar vazamentos, curtos-circuitos, etc., causando explosões ou incêndios.
Vibração ou dano mecânico
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, por fim, levando à explosão ou incêndio.
Problema de carregamento
Sobrecarga: O circuito de proteção está fora de controle ou o gabinete de detecção está fora de controle, fazendo com que a tensão de carga seja maior que a tensão nominal da bateria, resultando em decomposição do eletrólito, reações violentas dentro da bateria e rápido aumento na pressão interna da bateria, o que pode causar explosão.
Sobrecorrente: O excesso de corrente de carga pode fazer com que os íons de lítio não tenham tempo de se incorporar à peça polar, e o metal de lítio é formado na superfície da peça polar, penetrando no diafragma, causando um curto-circuito direto entre os polos positivo e negativo e uma explosão.
Conclusão
As causas de explosões em baterias de lítio incluem curtos-circuitos internos, fuga térmica, sobrecarga prolongada da célula da bateria, curtos-circuitos externos, altas temperaturas externas, vibração ou danos mecânicos, problemas de carregamento e outros fatores. Portanto, ao usar e manter baterias de lítio, é necessário cumprir rigorosamente as normas de segurança relevantes para garantir a segurança e a estabilidade da bateria. Ao mesmo tempo, reforçar a supervisão de segurança e as medidas preventivas também são medidas importantes para prevenir explosões em baterias de lítio.
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Horário da publicação: 24 de julho de 2024