Pochopení nebezpečí výbuchu polymerních lithium-iontových baterií

Na základě typu použitého elektrolytu se lithium-iontové baterie dělí na tekuté lithium-iontové baterie (LIB) a polymerové lithium-iontové baterie (PLB), známé také jako plastové lithium-iontové baterie.

PLB používají stejné materiály anody a katody jako kapalné lithium-iontové baterie, včetně oxidu lithného kobaltového, oxidu lithného a manganu, ternárních materiálů a fosforečnanu lithného pro katodu a grafitu pro anodu. Primární rozdíl spočívá v použitém elektrolytu: PLB nahrazují kapalný elektrolyt pevným polymerním elektrolytem, ​​který může být buď „suchý“ nebo „gelovitý“. Většina PLB v současnosti používá polymerní gelový elektrolyt.

Nyní vyvstává otázka: skutečně explodují polymerní lithium-iontové baterie? Vzhledem k jejich malé velikosti a nízké hmotnosti jsou PLB široce používány v laptopech, chytrých telefonech a další přenosné elektronice. U těchto zařízení často přenášených je jejich bezpečnost prvořadá. Jak spolehlivá je tedy bezpečnost PLB a představují riziko výbuchu?

1. PLB používají gel podobný elektrolytu, který se liší od tekutého elektrolytu v lithium-iontových bateriích. Tento gelovitý elektrolyt se nevaří ani neprodukuje velké množství plynu, čímž se eliminuje možnost prudkých výbuchů.
2. Lithiové baterie se obvykle pro bezpečnost dodávají s ochrannou deskou a vedením proti výbuchu. Jejich účinnost však může být v mnoha situacích omezena.
3. PLB používají hliníkové plastové flexibilní obaly, na rozdíl od kovového pouzdra tekutých článků. V případě bezpečnostních problémů mají tendenci spíše bobtnat, než explodovat.
4. PVDF, jako rámcový materiál pro PLB, funguje výborně.

Bezpečnostní opatření pro PLB:

• Zkrat: Způsoben vnitřními nebo vnějšími faktory, často během nabíjení. Špatné spojení mezi deskami baterie může také vést ke zkratům. Ačkoli většina lithium-iontových baterií je dodávána s ochrannými obvody a vedeními proti výbuchu, nemusí být vždy účinné.
• Přebíjení: Pokud je PLB nabíjen příliš vysokým napětím příliš dlouho, může to způsobit vnitřní přehřátí a nárůst tlaku, což vede k expanzi a prasknutí. Přebíjení a hluboké vybíjení může také nenávratně poškodit chemické složení baterie a výrazně ovlivnit její životnost.

Lithium je vysoce reaktivní a může se snadno vznítit. Během nabíjení a vybíjení může neustálé zahřívání baterie a expanze produkovaných plynů zvýšit vnitřní tlak. Pokud je kryt poškozen, může to vést k úniku, požáru nebo dokonce výbuchu. PLB však pravděpodobněji nabobtnají než explodují.

Výhody PLB:

1. Vysoké pracovní napětí na článek.
2. Velká kapacitní hustota.
3. Minimální samovybíjení.
4. Dlouhá životnost, více než 500 cyklů.
5. Žádný paměťový efekt.
6. Dobrá bezpečnost při použití flexibilního hliníkového plastového obalu.
7. Ultratenký, vejde se do prostoru o velikosti kreditní karty.
8. Lehký: Není potřeba kovové pouzdro.
9. Větší kapacita ve srovnání s lithiovými bateriemi ekvivalentní velikosti.
10. Nízký vnitřní odpor.
11. Vynikající vybíjecí vlastnosti.
12. Zjednodušený design ochranné desky.

Nevýhody PLB:

1. Vysoké výrobní náklady.
2. Potřeba ochranných obvodů.