Introdução:
Baterias de lítiotornaram-se parte integrante da nossa vida quotidiana, alimentando tudo, desde smartphones e computadores portáteis até veículos eléctricos e sistemas de armazenamento de energia. As baterias de lítio são amplamente utilizadas, mas houve casos de incêndios e explosões, que, embora raros, levantaram preocupações sobre a sua segurança. Compreender os fatores que podem levar a tais incidentes é fundamental para garantir o uso seguro e confiável de baterias de lítio.
As 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 podem ser inseridos na estrutura intercamada do eletrodo negativo de grafite e precipitarão na superfície do eletrodo negativo para formar cristais. O acúmulo prolongado desses cristais pode causar um curto-circuito, a célula da bateria descarrega rapidamente, gera muito calor, queima o diafragma e causa uma explosão.
Absorção de água do eletrodo e reação do eletrólito: Depois que o eletrodo absorve água, ele pode reagir com o eletrólito para produzir protuberâncias de ar, o que pode causar ainda mais curtos-circuitos internos.
Problemas de 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 possam existir durante o processo de produção da bateria também podem causar microcurtos-circuitos.
Fuga térmica
Quando ocorre fuga térmica dentro de uma bateria de lítio, ocorrerá uma reação química exotérmica entre os materiais internos da bateria e serão produzidos gases inflamáveis como hidrogênio, monóxido de carbono e metano. Essas reações levarão a novas reações colaterais, formando um ciclo vicioso, fazendo com que a temperatura e a pressão dentro da bateria aumentem acentuadamente e, eventualmente, levando a uma explosão.
Sobrecarga prolongada da célula da bateria
Sob condições de carregamento de longo prazo, 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 os curtos-circuitos externos raramente causem diretamente o descontrole térmico da bateria, os 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 rapidamente, os materiais dos eletrodos se expandem e a resistência interna aumenta, o que pode causar vazamentos, curtos-circuitos, etc., causando 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 no contato direto entre o metal de lítio e o eletrólito, desencadeando uma reação exotérmica e, em última análise, levando à explosão ou fogo.
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 na decomposição do eletrólito, reações violentas dentro da bateria e rápido aumento no interno pressão da bateria, o que pode causar explosão.
Sobrecorrente: A corrente de carga excessiva pode fazer com que os íons de lítio não tenham tempo de se incorporar na peça polar, e o metal de lítio é formado na superfície da peça polar, penetrando no diafragma, causando um curto-circuito direto entre os pólos positivo e negativo e explosão .
Conclusão
As causas das explosões da bateria de lítio envolvem curtos-circuitos internos, fuga térmica, sobrecarga prolongada da célula da bateria, curtos-circuitos externos, altas temperaturas externas, vibração mecânica ou danos, problemas de carregamento e outros aspectos. Portanto, ao usar e manter baterias de lítio, é necessário cumprir rigorosamente os regulamentos de segurança relevantes para garantir a segurança e estabilidade da bateria. Ao mesmo tempo, o reforço da supervisão de segurança e das medidas preventivas também são meios importantes para evitar explosões de baterias de lítio.
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Horário da postagem: 24 de julho de 2024