Giải thích các biện pháp phòng ngừa cần thiết cho pin lithium

Lithium là loại kim loại kiềm nhẹ nhất, với số nguyên tử là 3 và trọng lượng nguyên tử là 6,941. Để cải thiện sự an toàn và điện áp, các nhà khoa học đã phát triển các vật liệu như than chì và lithium coban oxit để lưu trữ các nguyên tử lithium. Cấu trúc phân tử của các vật liệu này tạo thành các tế bào lưu trữ nano nhỏ có thể được sử dụng để lưu trữ các nguyên tử lithium. Theo cách này, ngay cả khi trường hợp pin bị vỡ và oxy đi vào, các phân tử oxy quá lớn để phù hợp với pin nhỏ, ngăn chặn các nguyên tử lithium tiếp xúc với oxy và phát nổ.

Khi điện áp điện tích vượt quá 4.2V, pin phosphate sắt lithium bắt đầu xuất hiện thứ cấp. Áp lực càng cao, rủi ro càng lớn. Khi anh ta letepo4 pin Volta GE vượt quá 4,2V, ít hơn một nửa các nguyên tử lithium vẫn còn trong vật liệu dương và pin thường bị sập, giảm vĩnh viễn dung lượng pin. Khi pin được sạc lại, kim loại lithium tiếp theo tích tụ trên bề mặt vật liệu vì pin âm đã chứa đầy nguyên tử lithium. Những nguyên tử lithium này phát triển các tinh thể đuôi gai từ bề mặt catốt về phía các ion lithium. Những tinh thể lithium này sẽ đi qua giấy màng, ngắn mạch cực dương và cực âm. Đôi khi pin phát nổ trước khi một mạch ngắn có thể xảy ra. Điều này là do quá mức làm cho các chất như chất điện phân phân hủy khí, làm cho hộp pin hoặc van áp suất mở rộng và vỡ, cho phép oxy xâm nhập và phản ứng với các nguyên tử lithium đã tích lũy trên bề mặt của điện cực âm, gây ra Điện cực âm để nổ.

Do đó, khi sạc pin Li-ion, giới hạn điện áp trên phải được đặt để tính đến tuổi thọ, công suất và sự an toàn của pin. Giới hạn trên tối ưu của điện áp sạc là 4.2V. Việc xả pin Li-ion cũng phải có giới hạn điện áp thấp hơn. Nếu điện áp pin thấp hơn 2,4V, một số vật liệu bắt đầu xấu đi. Và vì pin sẽ tự xả, điện áp càng thấp, nên tốt nhất là không ngừng xả ở mức 2,4V. Trong quá trình xả 3.0-2,4V, pin lithium-ion chỉ có thể giải phóng khoảng 3% công suất của chúng. Do đó, 3.0V là điện áp cắt giảm lý tưởng. Khi sạc và xả, cần phải giới hạn dòng điện cũng như điện áp. Nếu dòng điện quá cao, các ion lithium sẽ không có thời gian để vào pin và sẽ tích lũy trên bề mặt của vật liệu.

Khi các ion này đạt được các electron, chúng kết tinh các nguyên tử lithium trên bề mặt của vật liệu, điều này tương tự như quá mức. Nếu vỏ pin bị hỏng, nó sẽ phát nổ. Do đó, việc bảo vệ pin lithium-ion nên bao gồm ít nhất ba phần: giới hạn trên của điện áp sạc, giới hạn dưới của điện áp phóng điện và giới hạn trên của dòng điện. Bộ pin Li-ion chung, ngoài pin LI-Ion, cũng sẽ có một tấm bảo vệ, tấm bảo vệ rất quan trọng để cung cấp ba biện pháp bảo vệ này. Tuy nhiên, việc bảo vệ ba tấm rõ ràng là không đủ và các vụ tai nạn nổ pin Li-ion vẫn xảy ra thường xuyên trên khắp thế giới. Để đảm bảo an toàn cho hệ thống pin, nguyên nhân của vụ nổ pin phải được phân tích cẩn thận hơn.