Invoering:
Lithiumbatterijenzijn een integraal onderdeel geworden van ons dagelijks leven en voorzien alles van stroom, van smartphones en laptops tot elektrische voertuigen en energieopslagsystemen. Lithiumbatterijen worden veel gebruikt, maar er zijn gevallen van brand en explosies geweest die, hoewel zeldzaam, tot bezorgdheid over hun veiligheid hebben geleid. Inzicht in de factoren die tot dergelijke incidenten kunnen leiden, is cruciaal voor een veilig en betrouwbaar gebruik van lithiumbatterijen.
Explosies van lithium-batterijen vormen een ernstig veiligheidsprobleem. De oorzaken ervan zijn complex en divers. Ze worden voornamelijk veroorzaakt door interne en externe factoren.
Interne factoren
Interne kortsluiting
Onvoldoende negatieve elektrodecapaciteit: Wanneer de negatieve elektrodecapaciteit van de positieve elektrode van een lithiumbatterij onvoldoende is, kunnen de lithiumatomen die tijdens het opladen ontstaan niet in de tussenlaagstructuur van het grafiet van de negatieve elektrode worden opgenomen en zullen ze neerslaan op het oppervlak van de negatieve elektrode en kristallen vormen. De langdurige ophoping van deze kristallen kan kortsluiting veroorzaken, de batterijcel snel ontladen, veel warmte genereren, het membraan verbranden en vervolgens een explosie veroorzaken.
Waterabsorptie door de elektrode en elektrolytreactie: Nadat de elektrode water heeft geabsorbeerd, kan deze reageren met de elektrolyt. Hierdoor ontstaan luchtbellen, die interne kortsluiting kunnen veroorzaken.
Problemen met elektrolyt: De kwaliteit en de prestaties van de elektrolyt zelf, en de hoeveelheid vloeistof die tijdens de injectie wordt geïnjecteerd en die niet voldoet aan de procesvereisten, kunnen van invloed zijn op de veiligheid van de batterij.
Verontreinigingen tijdens het productieproces: Verontreinigingen, stof en dergelijke die tijdens het productieproces van de batterij kunnen ontstaan, kunnen eveneens microkortsluitingen veroorzaken.
Thermische wegloper
Wanneer er thermische ontlading optreedt in een lithiumbatterij, vindt er een exotherme chemische reactie plaats tussen de interne materialen van de batterij, waarbij brandbare gassen zoals waterstof, koolmonoxide en methaan ontstaan. Deze reacties leiden tot nieuwe nevenreacties, waardoor een vicieuze cirkel ontstaat, waardoor de temperatuur en druk in de batterij sterk stijgen en uiteindelijk een explosie ontstaat.
Langdurige overbelasting van de batterijcel
Bij langdurig opladen kunnen overladen en overstroom ook leiden tot hoge temperaturen en hoge druk, wat op zijn beurt veiligheidsrisico's met zich mee kan brengen.
Externe factoren
Externe kortsluiting
Hoewel externe kortsluitingen zelden direct de oorzaak zijn van thermische ontlading van de batterij, kunnen langdurige externe kortsluitingen ervoor zorgen dat zwakke verbindingspunten in het circuit doorbranden, wat op zijn beurt tot nog ernstigere veiligheidsproblemen kan leiden.
Externe hoge temperatuur
Bij hoge temperaturen verdampt het elektrolyt-oplosmiddel van lithium-ionbatterijen sneller, zetten de elektrodematerialen uit en neemt de interne weerstand toe. Hierdoor kunnen lekkages, kortsluitingen en dergelijke ontstaan, wat weer kan leiden tot explosies of brand.
Mechanische trillingen of schade
Wanneer lithium-ionbatterijen worden blootgesteld aan sterke mechanische trillingen of tijdens transport, gebruik of onderhoud beschadigd raken, kan het membraan of de elektrolyt van de batterij beschadigd raken. Hierdoor kunnen metalen lithium en elektrolyt direct met elkaar in contact komen, wat een exotherme reactie veroorzaakt en uiteindelijk tot een explosie of brand kan leiden.
Oplaadprobleem
Overladen: Het beveiligingscircuit is buiten controle of de detectiekast is buiten controle, waardoor de laadspanning hoger wordt dan de nominale spanning van de accu. Dit leidt tot ontleding van de elektrolyt, heftige reacties in de accu en een snelle stijging van de interne druk in de accu, wat een explosie kan veroorzaken.
Overstroom: Een te hoge laadstroom kan ervoor zorgen dat lithiumionen geen tijd krijgen om in de poolschoen te dringen. Er vormt zich lithiummetaal op het oppervlak van de poolschoen, dat door het membraan dringt. Dit kan leiden tot een directe kortsluiting tussen de positieve en negatieve polen en een explosie.
Conclusie
Ontploffingen van lithiumbatterijen kunnen onder meer worden veroorzaakt door interne kortsluiting, thermische runaway, langdurige overlading van de batterijcel, externe kortsluiting, externe hoge temperaturen, mechanische trillingen of schade, laadproblemen en andere factoren. Daarom is het bij het gebruik en onderhoud van lithiumbatterijen noodzakelijk om de relevante veiligheidsvoorschriften strikt na te leven om de veiligheid en stabiliteit van de batterij te waarborgen. Tegelijkertijd zijn het versterken van het veiligheidstoezicht en preventieve maatregelen belangrijke middelen om explosies van lithiumbatterijen te voorkomen.
Heltec Energy is uw vertrouwde partner in de productie van accu's. Met onze niet-aflatende focus op onderzoek en ontwikkeling, gecombineerd met ons uitgebreide assortiment accu-accessoires, bieden wij totaaloplossingen om te voldoen aan de veranderende behoeften van de industrie. Onze toewijding aan uitmuntendheid, maatwerkoplossingen en sterke klantrelaties maken ons dé keuze voor fabrikanten en leveranciers van accu's wereldwijd.
Als u vragen heeft of meer wilt weten, neem dan gerust contact met ons op.Neem contact met ons op.
Offerteaanvraag:
Jacqueline:jacqueline@heltec-bms.com/ +86 185 8375 6538
Sucre:sucre@heltec-bms.com/ +86 136 8844 2313
Nancy:nancy@heltec-bms.com/ +86 184 8223 7713
Plaatsingstijd: 24-07-2024