Introduzione:
Batterie al litiosono diventati parte integrante della nostra vita quotidiana, alimentando qualsiasi cosa, dagli smartphone e laptop ai veicoli elettrici e ai sistemi di accumulo dell’energia. Le batterie al litio sono ampiamente utilizzate, ma si sono verificati casi di incendi ed esplosioni che, sebbene rari, hanno sollevato preoccupazioni sulla loro sicurezza. Comprendere i fattori che possono portare a tali incidenti è fondamentale per garantire l’uso sicuro e affidabile delle batterie al litio.
Le esplosioni delle batterie al litio rappresentano un serio problema di sicurezza e le cause del loro verificarsi sono complesse e varie e comprendono principalmente fattori interni ed esterni.
Fattori interni
Cortocircuito interno
Capacità insufficiente dell'elettrodo negativo: quando la capacità dell'elettrodo negativo dell'elettrodo positivo di una batteria al litio è insufficiente, gli atomi di litio generati durante la carica non possono essere inseriti nella struttura interstrato della grafite dell'elettrodo negativo e precipiteranno sulla superficie dell'elettrodo negativo per formare cristalli. L'accumulo a lungo termine di questi cristalli può causare un cortocircuito, la cella della batteria si scarica rapidamente, genera molto calore, brucia il diaframma e quindi provoca un'esplosione.
Assorbimento d'acqua dell'elettrodo e reazione dell'elettrolita: dopo che l'elettrodo ha assorbito l'acqua, potrebbe reagire con l'elettrolita producendo rigonfiamenti d'aria, che potrebbero ulteriormente causare cortocircuiti interni.
Problemi dell'elettrolita: la qualità e le prestazioni dell'elettrolita stesso, nonché la quantità di liquido iniettato durante l'iniezione che non soddisfa i requisiti del processo, possono influire sulla sicurezza della batteria.
Impurità nel processo di produzione: impurità, polvere, ecc. che possono esistere durante il processo di produzione della batteria possono anche causare micro-cortocircuiti.
Fuga termica
Quando si verifica una fuga termica all'interno di una batteria al litio, si verificherà una reazione chimica esotermica tra i materiali interni della batteria e verranno prodotti gas infiammabili come idrogeno, monossido di carbonio e metano. Queste reazioni porteranno a nuove reazioni collaterali, formando un circolo vizioso, provocando un brusco aumento della temperatura e della pressione all'interno della batteria e portando infine ad un'esplosione.
Sovraccarico a lungo termine della cella della batteria
In condizioni di carica a lungo termine, il sovraccarico e la sovracorrente possono anche portare a temperature e pressioni elevate, che a loro volta possono causare rischi per la sicurezza.
Fattori esterni
Cortocircuito esterno
Sebbene i cortocircuiti esterni raramente causino direttamente l'instabilità termica della batteria, i cortocircuiti esterni a lungo termine possono causare la bruciatura di punti di connessione deboli nel circuito, che a loro volta possono causare problemi di sicurezza più gravi.
Alta temperatura esterna
In ambienti ad alta temperatura, il solvente elettrolitico delle batterie al litio evapora più velocemente, i materiali degli elettrodi si espandono e la resistenza interna aumenta, il che può causare perdite, cortocircuiti, ecc., causando esplosioni o incendi.
Vibrazioni o danni meccanici
Quando le batterie al litio sono soggette a forti vibrazioni meccaniche o a danni durante il trasporto, l'uso o la manutenzione, il diaframma o l'elettrolito della batteria potrebbero danneggiarsi, provocando un contatto diretto tra il litio metallico e l'elettrolito, innescando una reazione esotermica e, infine, provocando un'esplosione o fuoco.
Problema di ricarica
Sovraccarico: il circuito di protezione è fuori controllo o l'armadio di rilevamento è fuori controllo, causando una tensione di carica superiore alla tensione nominale della batteria, con conseguente decomposizione dell'elettrolito, reazioni violente all'interno della batteria e rapido aumento della tensione interna pressione della batteria, che può causare esplosioni.
Sovracorrente: una corrente di carica eccessiva può far sì che gli ioni di litio non abbiano il tempo di incorporarsi nell'espansione polare e il litio metallico si forma sulla superficie dell'espansione polare, penetrando nel diaframma, provocando un cortocircuito diretto tra i poli positivo e negativo e un'esplosione .
Conclusione
Le cause delle esplosioni delle batterie al litio comprendono cortocircuiti interni, fuga termica, sovraccarico a lungo termine della cella della batteria, cortocircuiti esterni, temperature esterne elevate, vibrazioni o danni meccanici, problemi di ricarica e altri aspetti. Pertanto, durante l'utilizzo e la manutenzione delle batterie al litio, è necessario rispettare rigorosamente le norme di sicurezza pertinenti per garantire la sicurezza e la stabilità della batteria. Allo stesso tempo, anche il rafforzamento della supervisione della sicurezza e delle misure preventive sono mezzi importanti per prevenire le esplosioni delle batterie al litio.
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Orario di pubblicazione: 24 luglio 2024