Teknologi risiko dan keamanan baterai lithium ion (1)

1. Risiko baterai lithium ion

Baterai lithium ion adalah sumber daya kimia yang berpotensi berbahaya karena karakteristik kimia dan komposisi sistemnya.

 

(1)Aktivitas kimia tinggi

Litium adalah unsur golongan I utama pada periode kedua tabel periodik, dengan sifat kimia yang sangat aktif.

 

(2) Kepadatan energi tinggi

Baterai lithium ion memiliki energi spesifik yang sangat tinggi (≥ 140 Wh/kg), yaitu beberapa kali lipat dari nikel kadmium, nikel hidrogen, dan baterai sekunder lainnya.Jika reaksi pelarian termal terjadi, panas tinggi akan dilepaskan, yang akan dengan mudah menyebabkan perilaku tidak aman.

 

(3) Mengadopsi sistem elektrolit organik

Pelarut organik dari sistem elektrolit organik adalah hidrokarbon, dengan tegangan dekomposisi rendah, oksidasi mudah dan pelarut yang mudah terbakar;Jika terjadi kebocoran, baterai akan terbakar, bahkan terbakar dan meledak.

 

(4) Kemungkinan efek samping yang tinggi

Dalam proses penggunaan normal baterai lithium ion, reaksi positif kimia dari konversi timbal balik antara energi listrik dan energi kimia terjadi di bagian dalamnya.Namun, dalam kondisi tertentu, seperti pengisian berlebih, pemakaian berlebih, atau pengoperasian arus berlebih, mudah menyebabkan reaksi samping kimiawi di dalam baterai;Ketika reaksi samping diperburuk, itu akan sangat mempengaruhi kinerja dan masa pakai baterai, dan dapat menghasilkan gas dalam jumlah besar, yang akan menyebabkan ledakan dan kebakaran setelah tekanan di dalam baterai meningkat dengan cepat, yang menyebabkan masalah keselamatan.

 

(5) Struktur bahan elektroda tidak stabil

Reaksi overcharge baterai lithium ion akan mengubah struktur bahan katoda dan membuat bahan tersebut memiliki efek oksidasi yang kuat, sehingga pelarut dalam elektrolit akan mengalami oksidasi yang kuat;Dan efek ini tidak dapat diubah.Jika panas yang disebabkan oleh reaksi terakumulasi, akan ada resiko menyebabkan thermal runaway.

 

2. Analisis masalah keamanan produk baterai lithium ion

Setelah 30 tahun pengembangan industri, produk baterai lithium-ion telah membuat kemajuan besar dalam teknologi keselamatan, secara efektif mengendalikan terjadinya reaksi samping pada baterai, dan memastikan keamanan baterai.Namun, karena baterai lithium ion semakin banyak digunakan dan kepadatan energinya semakin tinggi, masih banyak insiden seperti luka ledakan atau penarikan produk karena potensi bahaya keselamatan dalam beberapa tahun terakhir.Kami menyimpulkan bahwa alasan utama masalah keamanan produk baterai lithium-ion adalah sebagai berikut:

 

(1) Masalah material inti

Bahan yang digunakan untuk inti listrik meliputi bahan aktif positif, bahan aktif negatif, diafragma, elektrolit dan cangkang, dll. Pemilihan bahan dan kesesuaian sistem komposisi menentukan kinerja keselamatan inti listrik.Saat memilih bahan aktif dan bahan diafragma positif dan negatif, pabrikan tidak melakukan penilaian tertentu terhadap karakteristik dan pencocokan bahan baku, yang mengakibatkan kekurangan bawaan dalam keamanan sel.

 

(2) Masalah proses produksi

Bahan baku sel tidak diuji secara ketat, dan lingkungan produksinya buruk, menyebabkan kotoran dalam produksi, yang tidak hanya berbahaya bagi kapasitas baterai, tetapi juga berdampak besar pada keamanan baterai;Selain itu, jika terlalu banyak air yang tercampur dalam elektrolit, reaksi samping dapat terjadi dan meningkatkan tekanan internal baterai, yang akan memengaruhi keselamatan;Karena keterbatasan tingkat proses produksi, selama produksi inti listrik, produk tidak dapat mencapai konsistensi yang baik, seperti kerataan matriks elektroda yang buruk, jatuhnya bahan elektroda aktif, pencampuran kotoran lainnya di bahan aktif, pengelasan lug elektroda yang tidak aman, suhu pengelasan yang tidak stabil, gerinda di tepi potongan elektroda, dan tidak adanya penggunaan pita isolasi di bagian-bagian penting, yang dapat mempengaruhi keamanan inti listrik .

 

(3) Cacat desain inti listrik mengurangi kinerja keselamatan

Dari segi desain struktural, banyak poin penting yang berdampak pada keselamatan yang belum diperhatikan oleh pabrikan.Misalnya, tidak ada pita isolasi pada bagian-bagian kunci, tidak ada margin atau margin yang tidak mencukupi tersisa dalam desain diafragma, desain rasio kapasitas elektroda positif dan negatif tidak masuk akal, desain rasio area aktif positif dan negatif zat tidak masuk akal, dan desain panjang lug tidak masuk akal, yang dapat menimbulkan bahaya tersembunyi bagi keamanan baterai.Selain itu, dalam proses produksi sel, beberapa produsen sel berusaha menghemat dan memadatkan bahan baku untuk menghemat biaya dan meningkatkan kinerja, seperti memperkecil luas diafragma, mengurangi foil tembaga, aluminium foil, dan tidak menggunakan katup pelepas tekanan atau pita isolasi, yang akan mengurangi keamanan baterai.

 

(4) Kepadatan energi terlalu tinggi

Saat ini, pasar sedang mengejar produk baterai dengan kapasitas lebih tinggi.Untuk meningkatkan daya saing produk, pabrikan terus meningkatkan energi spesifik volume baterai lithium ion, yang sangat meningkatkan risiko baterai.


Waktu posting: Nov-06-2022