ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററികളുടെ സംരക്ഷണ നടപടികളും സ്ഫോടന കാരണങ്ങളും

കഴിഞ്ഞ 20 വർഷത്തിനിടയിൽ ഏറ്റവും വേഗത്തിൽ വളരുന്ന ബാറ്ററി സംവിധാനമാണ് ലിഥിയം ബാറ്ററികൾ, ഇലക്ട്രോണിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു. അടുത്തിടെയുണ്ടായ മൊബൈൽ ഫോണുകളുടെയും ലാപ്‌ടോപ്പുകളുടെയും സ്ഫോടനം അടിസ്ഥാനപരമായി ബാറ്ററി പൊട്ടിത്തെറിയാണ്. സെൽ ഫോണിൻ്റെയും ലാപ്‌ടോപ്പിൻ്റെയും ബാറ്ററികൾ എങ്ങനെയിരിക്കും, അവ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, എന്തുകൊണ്ട് പൊട്ടിത്തെറിക്കുന്നു, അവ എങ്ങനെ ഒഴിവാക്കാം.

ലിഥിയം സെൽ 4.2V യിൽ കൂടുതൽ വോൾട്ടേജിൽ ചാർജ് ചെയ്യപ്പെടുമ്പോൾ പാർശ്വഫലങ്ങൾ ഉണ്ടാകാൻ തുടങ്ങുന്നു. ഓവർചാർജ് മർദ്ദം കൂടുന്തോറും അപകടസാധ്യത കൂടുതലാണ്. 4.2V യിൽ കൂടുതൽ വോൾട്ടേജിൽ, കാഥോഡ് മെറ്റീരിയലിൽ പകുതിയിൽ താഴെ ലിഥിയം ആറ്റങ്ങൾ ശേഷിക്കുമ്പോൾ, സ്റ്റോറേജ് സെൽ പലപ്പോഴും തകരുകയും ബാറ്ററി ശേഷിയിൽ സ്ഥിരമായ കുറവുണ്ടാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ചാർജ് തുടരുകയാണെങ്കിൽ, കാഥോഡിൻ്റെ സംഭരണ ​​കോശം ഇതിനകം ലിഥിയം ആറ്റങ്ങളാൽ നിറഞ്ഞിരിക്കുന്നതിനാൽ, തുടർന്നുള്ള ലിഥിയം ലോഹങ്ങൾ കാഥോഡ് മെറ്റീരിയലിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിൽ കുന്നുകൂടും. ഈ ലിഥിയം ആറ്റങ്ങൾ ലിഥിയം അയോണുകളുടെ ദിശയിൽ കാഥോഡ് ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് ഡെൻഡ്രിറ്റിക് പരലുകൾ വളരുന്നു. ലിഥിയം പരലുകൾ ഡയഫ്രം പേപ്പറിലൂടെ കടന്നുപോകുകയും ആനോഡും കാഥോഡും ചെറുതാക്കുകയും ചെയ്യും. ചിലപ്പോൾ ഒരു ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് സംഭവിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് ബാറ്ററി പൊട്ടിത്തെറിക്കുന്നു. കാരണം, ഓവർചാർജ് പ്രക്രിയയിൽ, ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ പോലുള്ള വസ്തുക്കൾ വാതകം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുകയും ബാറ്ററി കേസിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ പ്രഷർ വാൽവ് വീർക്കുകയും പൊട്ടിത്തെറിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിൽ അടിഞ്ഞുകൂടിയ ലിഥിയം ആറ്റങ്ങളുമായി ഓക്സിജനെ പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുകയും പൊട്ടിത്തെറിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

അതിനാൽ, ലിഥിയം ബാറ്ററി ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോൾ, ബാറ്ററി ലൈഫ്, ശേഷി, സുരക്ഷ എന്നിവ കണക്കിലെടുത്ത് വോൾട്ടേജ് ഉയർന്ന പരിധി സജ്ജീകരിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. അനുയോജ്യമായ ചാർജിംഗ് വോൾട്ടേജ് ഉയർന്ന പരിധി 4.2V ആണ്. ലിഥിയം സെല്ലുകൾ ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോൾ കുറഞ്ഞ വോൾട്ടേജ് പരിധിയും ഉണ്ടായിരിക്കണം. സെൽ വോൾട്ടേജ് 2.4V യിൽ താഴെയാകുമ്പോൾ, ചില വസ്തുക്കൾ തകരാൻ തുടങ്ങുന്നു. ബാറ്ററി സ്വയം ഡിസ്ചാർജ് ആകുമെന്നതിനാൽ, വോൾട്ടേജ് കുറവായിരിക്കും, അതിനാൽ നിർത്താൻ 2.4V ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യാതിരിക്കുന്നതാണ് നല്ലത്. 3.0V മുതൽ 2.4V വരെ, ലിഥിയം ബാറ്ററികൾ അവയുടെ ശേഷിയുടെ ഏകദേശം 3% മാത്രമേ പുറത്തുവിടുകയുള്ളൂ. അതിനാൽ, 3.0V ഒരു അനുയോജ്യമായ ഡിസ്ചാർജ് കട്ട്-ഓഫ് വോൾട്ടേജാണ്. ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോഴും ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോഴും, വോൾട്ടേജ് പരിധിക്ക് പുറമേ, നിലവിലെ പരിധിയും ആവശ്യമാണ്. കറൻ്റ് വളരെ കൂടുതലാണെങ്കിൽ, ലിഥിയം അയോണുകൾക്ക് സ്റ്റോറേജ് സെല്ലിൽ പ്രവേശിക്കാൻ സമയമില്ല, മെറ്റീരിയലിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിൽ അടിഞ്ഞു കൂടും.

ഈ അയോണുകൾ ഇലക്ട്രോണുകൾ നേടുമ്പോൾ, അവ വസ്തുക്കളുടെ ഉപരിതലത്തിൽ ലിഥിയം ആറ്റങ്ങളെ ക്രിസ്റ്റലൈസ് ചെയ്യുന്നു, ഇത് അമിതമായി ചാർജ് ചെയ്യുന്നതുപോലെ അപകടകരമാണ്. ബാറ്ററി കെയ്‌സ് തകർന്നാൽ അത് പൊട്ടിത്തെറിക്കും. അതിനാൽ, ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററിയുടെ സംരക്ഷണത്തിൽ കുറഞ്ഞത് ചാർജ്ജിംഗ് വോൾട്ടേജിൻ്റെ ഉയർന്ന പരിധിയും ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുന്ന വോൾട്ടേജിൻ്റെ താഴ്ന്ന പരിധിയും വൈദ്യുതധാരയുടെ ഉയർന്ന പരിധിയും ഉൾപ്പെടുത്തണം. പൊതുവേ, ലിഥിയം ബാറ്ററി കോർ കൂടാതെ, ഒരു സംരക്ഷണ പ്ലേറ്റ് ഉണ്ടാകും, ഇത് പ്രധാനമായും ഈ മൂന്ന് സംരക്ഷണം നൽകുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഈ മൂന്ന് സംരക്ഷണത്തിൻ്റെ സംരക്ഷണ പ്ലേറ്റ് വ്യക്തമായും പര്യാപ്തമല്ല, ആഗോള ലിഥിയം ബാറ്ററി സ്ഫോടന സംഭവങ്ങൾ അല്ലെങ്കിൽ പതിവ്. ബാറ്ററി സിസ്റ്റങ്ങളുടെ സുരക്ഷ ഉറപ്പാക്കാൻ, ബാറ്ററി പൊട്ടിത്തെറിയുടെ കാരണത്തെക്കുറിച്ച് കൂടുതൽ സൂക്ഷ്മമായ വിശകലനം ആവശ്യമാണ്.

സ്ഫോടനത്തിൻ്റെ കാരണം:

1. വലിയ ആന്തരിക ധ്രുവീകരണം;

2.പോൾ കഷണം വെള്ളം ആഗിരണം ചെയ്യുകയും ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ഗ്യാസ് ഡ്രമ്മുമായി പ്രതികരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു;

3. ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെ ഗുണനിലവാരവും പ്രകടനവും;

4. ദ്രാവക കുത്തിവയ്പ്പിൻ്റെ അളവ് പ്രോസസ്സ് ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നില്ല;

5. തയ്യാറാക്കൽ പ്രക്രിയയിൽ ലേസർ വെൽഡിംഗ് സീൽ പ്രകടനം മോശമാണ്, കൂടാതെ എയർ ചോർച്ച കണ്ടെത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.

6. പൊടിയും പോൾ-പീസ് പൊടിയും ആദ്യം മൈക്രോഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് ഉണ്ടാക്കാൻ എളുപ്പമാണ്;

7.പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് പ്ലേറ്റ് പ്രോസസ് റേഞ്ചിനെക്കാൾ കട്ടിയുള്ളതും ഷെൽ ചെയ്യാൻ ബുദ്ധിമുട്ടുള്ളതുമാണ്;

8. ദ്രാവക കുത്തിവയ്പ്പിൻ്റെ സീലിംഗ് പ്രശ്നം, സ്റ്റീൽ ബോളിൻ്റെ മോശം സീലിംഗ് പ്രകടനം ഗ്യാസ് ഡ്രമ്മിലേക്ക് നയിക്കുന്നു;

9.ഷെൽ ഇൻകമിംഗ് മെറ്റീരിയൽ ഷെൽ മതിൽ വളരെ കട്ടിയുള്ളതാണ്, ഷെൽ രൂപഭേദം കനം ബാധിക്കുന്നു;

10. പുറത്തെ ഉയർന്ന അന്തരീക്ഷ താപനിലയും സ്ഫോടനത്തിൻ്റെ പ്രധാന കാരണമാണ്.

സ്ഫോടന തരം

സ്ഫോടന തരം വിശകലനം ബാറ്ററി കോർ സ്ഫോടനത്തിൻ്റെ തരങ്ങളെ ബാഹ്യ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട്, ആന്തരിക ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട്, ഓവർചാർജ് എന്നിങ്ങനെ തരംതിരിക്കാം. ഇൻ്റേണൽ ബാറ്ററി പാക്കിൻ്റെ മോശം ഇൻസുലേഷൻ ഡിസൈൻ മൂലമുണ്ടാകുന്ന ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് ഉൾപ്പെടെയുള്ള സെല്ലിൻ്റെ ബാഹ്യഭാഗത്തെയാണ് ഇവിടെ ബാഹ്യഭാഗം സൂചിപ്പിക്കുന്നത്. സെല്ലിന് പുറത്ത് ഒരു ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് സംഭവിക്കുകയും ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങൾ ലൂപ്പ് മുറിക്കുന്നതിൽ പരാജയപ്പെടുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ, സെൽ ഉള്ളിൽ ഉയർന്ന താപം സൃഷ്ടിക്കും, ഇത് ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെ ഒരു ഭാഗം ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടും, ബാറ്ററി ഷെൽ. ബാറ്ററിയുടെ ആന്തരിക ഊഷ്മാവ് 135 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസായി ഉയരുമ്പോൾ, നല്ല നിലവാരമുള്ള ഡയഫ്രം പേപ്പർ നല്ല ദ്വാരം അടയ്ക്കും, ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രതിപ്രവർത്തനം അവസാനിക്കും അല്ലെങ്കിൽ മിക്കവാറും അവസാനിക്കും, കറൻ്റ് കുറയുന്നു, താപനിലയും പതുക്കെ കുറയുന്നു, അങ്ങനെ സ്ഫോടനം ഒഴിവാക്കുന്നു. . എന്നാൽ ക്ലോസിംഗ് റേറ്റ് കുറവുള്ള ഒരു ഡയഫ്രം പേപ്പർ, അല്ലെങ്കിൽ തീരെ ക്ലോസ് ചെയ്യാത്തത്, ബാറ്ററിയെ ചൂടാക്കുകയും, കൂടുതൽ ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ബാഷ്പീകരിക്കുകയും, ഒടുവിൽ ബാറ്ററി കെയ്സിംഗ് പൊട്ടിത്തെറിക്കുകയും, അല്ലെങ്കിൽ മെറ്റീരിയൽ കത്തുന്നിടത്തേക്ക് ബാറ്ററി താപനില ഉയർത്തുകയും ചെയ്യും. പൊട്ടിത്തെറിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ആന്തരിക ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടിന് പ്രധാനമായും കാരണമാകുന്നത് കോപ്പർ ഫോയിലിൻ്റെയും അലുമിനിയം ഫോയിലിൻ്റെയും ബർ ഡയഫ്രം തുളച്ചുകയറുകയോ അല്ലെങ്കിൽ ലിഥിയം ആറ്റങ്ങളുടെ ഡെൻഡ്രിറ്റിക് ക്രിസ്റ്റലുകൾ ഡയഫ്രത്തിൽ തുളയ്ക്കുകയോ ചെയ്യുന്നു.

ഈ ചെറിയ, സൂചി പോലുള്ള ലോഹങ്ങൾ മൈക്രോ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടുകൾക്ക് കാരണമാകും. സൂചി വളരെ നേർത്തതും ഒരു നിശ്ചിത പ്രതിരോധ മൂല്യമുള്ളതുമായതിനാൽ, കറൻ്റ് വളരെ വലുതായിരിക്കണമെന്നില്ല. കോപ്പർ അലുമിനിയം ഫോയിലിൻ്റെ ബർറുകൾ ഉൽപാദന പ്രക്രിയയിൽ ഉണ്ടാകുന്നു. ബാറ്ററി വളരെ വേഗത്തിൽ ചോരുന്നു എന്നതാണ് നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ട പ്രതിഭാസം, അവയിൽ മിക്കതും സെൽ ഫാക്ടറികളോ അസംബ്ലി പ്ലാൻ്റുകളോ ഉപയോഗിച്ച് സ്‌ക്രീൻ ചെയ്യാൻ കഴിയും. ബർറുകൾ ചെറുതായതിനാൽ, അവ ചിലപ്പോൾ കത്തുകയും ബാറ്ററി സാധാരണ നിലയിലാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അതിനാൽ, ബർ മൈക്രോ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് മൂലമുണ്ടാകുന്ന സ്ഫോടനത്തിൻ്റെ സാധ്യത കൂടുതലല്ല. അത്തരം ഒരു കാഴ്ച, പലപ്പോഴും ഓരോ സെൽ ഫാക്ടറിയുടെ ഉള്ളിൽ നിന്ന് ചാർജ് ചെയ്യാം, കുറഞ്ഞ മോശം ബാറ്ററി ന് വോൾട്ടേജ്, എന്നാൽ അപൂർവ്വമായി സ്ഫോടനം, സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ പിന്തുണ ലഭിക്കും. അതിനാൽ, ആന്തരിക ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് മൂലമുണ്ടാകുന്ന സ്ഫോടനം പ്രധാനമായും അമിത ചാർജ് മൂലമാണ് സംഭവിക്കുന്നത്. ഓവർചാർജ്ജ് ചെയ്ത പിൻ ഇലക്ട്രോഡ് ഷീറ്റിൽ എല്ലായിടത്തും സൂചി പോലുള്ള ലിഥിയം മെറ്റൽ പരലുകൾ ഉള്ളതിനാൽ, പഞ്ചർ പോയിൻ്റുകൾ എല്ലായിടത്തും ഉണ്ട്, എല്ലായിടത്തും മൈക്രോ-ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് സംഭവിക്കുന്നു. അതിനാൽ, സെൽ താപനില ക്രമേണ ഉയരും, ഒടുവിൽ ഉയർന്ന താപനില വാതകം ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ചെയ്യും. ഈ സാഹചര്യം, മെറ്റീരിയൽ ജ്വലന സ്ഫോടനം നടത്താൻ താപനില വളരെ ഉയർന്നതാണോ, അല്ലെങ്കിൽ ഷെൽ ആദ്യം തകർന്നത്, അങ്ങനെ വായുവിലെ വായുവും ലിഥിയം ലോഹവും ഉഗ്രമായ ഓക്സീകരണവും സ്ഫോടനത്തിൻ്റെ അവസാനമാണ്.

എന്നാൽ അമിത ചാർജിംഗ് മൂലമുണ്ടാകുന്ന ആന്തരിക ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് മൂലമുണ്ടാകുന്ന അത്തരമൊരു സ്ഫോടനം ചാർജ് ചെയ്യുന്ന സമയത്ത് സംഭവിക്കണമെന്നില്ല. സാമഗ്രികൾ കത്തിക്കാനും ബാറ്ററി കെയ്സിംഗ് പൊട്ടിക്കുന്നതിന് ആവശ്യമായ വാതകം ഉത്പാദിപ്പിക്കാനും ബാറ്ററി ചൂടാകുന്നതിന് മുമ്പ് ഉപഭോക്താക്കൾ ചാർജ് ചെയ്യുന്നത് നിർത്തി ഫോണുകൾ പുറത്തെടുക്കാൻ സാധ്യതയുണ്ട്. നിരവധി ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന ചൂട് ബാറ്ററിയെ പതുക്കെ ചൂടാക്കുകയും കുറച്ച് സമയത്തിന് ശേഷം പൊട്ടിത്തെറിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഫോൺ എടുത്ത് നല്ല ചൂടാണെന്ന് കണ്ടപ്പോൾ അത് വലിച്ചെറിഞ്ഞ് പൊട്ടിത്തെറിച്ചെന്നാണ് ഉപഭോക്താക്കളുടെ പൊതുവായ വിവരണം. മേൽപ്പറഞ്ഞ തരത്തിലുള്ള സ്ഫോടനങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, അമിത ചാർജ് തടയൽ, ബാഹ്യ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് തടയൽ, സെല്ലിൻ്റെ സുരക്ഷ മെച്ചപ്പെടുത്തൽ എന്നിവയിൽ നമുക്ക് ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കാം. അവയിൽ, ഓവർചാർജും ബാഹ്യ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടും തടയുന്നത് ഇലക്ട്രോണിക് സംരക്ഷണത്തിൻ്റേതാണ്, ഇത് ബാറ്ററി സിസ്റ്റത്തിൻ്റെയും ബാറ്ററി പാക്കിൻ്റെയും രൂപകൽപ്പനയുമായി വളരെയധികം ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. സെൽ സുരക്ഷാ മെച്ചപ്പെടുത്തലിൻ്റെ പ്രധാന പോയിൻ്റ് കെമിക്കൽ, മെക്കാനിക്കൽ സംരക്ഷണമാണ്, സെൽ നിർമ്മാതാക്കളുമായി വലിയ ബന്ധമുണ്ട്.

സുരക്ഷിതമായി മറഞ്ഞിരിക്കുന്ന കുഴപ്പങ്ങൾ

ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററിയുടെ സുരക്ഷ സെൽ മെറ്റീരിയലിൻ്റെ സ്വഭാവവുമായി മാത്രമല്ല, ബാറ്ററിയുടെ തയ്യാറെടുപ്പ് സാങ്കേതികവിദ്യയും ഉപയോഗവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഒരു വശത്ത്, പ്രൊട്ടക്ഷൻ സർക്യൂട്ടിൻ്റെ പരാജയം കാരണം മൊബൈൽ ഫോൺ ബാറ്ററികൾ ഇടയ്ക്കിടെ പൊട്ടിത്തെറിക്കുന്നു, എന്നാൽ അതിലും പ്രധാനമായി, മെറ്റീരിയൽ വശം അടിസ്ഥാനപരമായി പ്രശ്നം പരിഹരിച്ചിട്ടില്ല.

കോബാൾട്ട് ആസിഡ് ലിഥിയം കാഥോഡ് ആക്റ്റീവ് മെറ്റീരിയൽ ചെറിയ ബാറ്ററികളിൽ വളരെ പക്വമായ സംവിധാനമാണ്, എന്നാൽ പൂർണ്ണമായി ചാർജ് ചെയ്തതിന് ശേഷവും ആനോഡിൽ ധാരാളം ലിഥിയം അയോണുകൾ ഉണ്ട്, ഓവർചാർജ് ചെയ്യുമ്പോൾ, ലിഥിയം അയോണിൻ്റെ ആനോഡിൽ അവശേഷിക്കുന്നത് ആനോഡിലേക്ക് ഒഴുകുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. , കോബാൾട്ട് ആസിഡ് ലിഥിയം ബാറ്ററി ഓവർചാർജ് കോറോളറി ഉപയോഗിച്ചാണ് കാഥോഡ് ഡെൻഡ്രൈറ്റ് രൂപപ്പെടുന്നത്, സാധാരണ ചാർജിലും ഡിസ്ചാർജ് പ്രക്രിയയിലും പോലും, ഡെൻഡ്രൈറ്റുകൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് അധിക ലിഥിയം അയോണുകൾ നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിന് സ്വതന്ത്രമായി ഉണ്ടാകാം. ലിഥിയം കോബാലേറ്റ് മെറ്റീരിയലിൻ്റെ സൈദ്ധാന്തിക നിർദ്ദിഷ്ട ഊർജ്ജം 270 mah/g-ൽ കൂടുതലാണ്, എന്നാൽ യഥാർത്ഥ ശേഷി അതിൻ്റെ സൈക്ലിംഗ് പ്രകടനം ഉറപ്പാക്കാനുള്ള സൈദ്ധാന്തിക ശേഷിയുടെ പകുതി മാത്രമാണ്. ഉപയോഗ പ്രക്രിയയിൽ, ചില കാരണങ്ങളാൽ (മാനേജ്മെൻ്റ് സിസ്റ്റത്തിന് കേടുപാടുകൾ പോലെ) ബാറ്ററി ചാർജിംഗ് വോൾട്ടേജ് വളരെ കൂടുതലാണ്, പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിലെ ലിഥിയത്തിൻ്റെ ശേഷിക്കുന്ന ഭാഗം ഇലക്ട്രോലൈറ്റിലൂടെ നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് ഉപരിതലത്തിലേക്ക് നീക്കംചെയ്യപ്പെടും. ഡെൻഡ്രൈറ്റുകൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് ലിഥിയം ലോഹ നിക്ഷേപത്തിൻ്റെ രൂപം. ഡെൻഡ്രൈറ്റ്സ് ഡയഫ്രം തുളച്ച് ആന്തരിക ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെ പ്രധാന ഘടകം കാർബണേറ്റ് ആണ്, ഇതിന് കുറഞ്ഞ ഫ്ലാഷ് പോയിൻ്റും കുറഞ്ഞ തിളപ്പിക്കൽ പോയിൻ്റും ഉണ്ട്. ചില വ്യവസ്ഥകളിൽ ഇത് കത്തുകയോ പൊട്ടിത്തെറിക്കുകയോ ചെയ്യും. ബാറ്ററി അമിതമായി ചൂടാകുകയാണെങ്കിൽ, അത് ഇലക്ട്രോലൈറ്റിലെ കാർബണേറ്റിൻ്റെ ഓക്സിഡേഷനിലേക്കും കുറയ്ക്കുന്നതിലേക്കും നയിക്കും, അതിൻ്റെ ഫലമായി ധാരാളം വാതകവും കൂടുതൽ ചൂടും ഉണ്ടാകും. സുരക്ഷാ വാൽവ് ഇല്ലെങ്കിലോ സുരക്ഷാ വാൽവിലൂടെ വാതകം പുറത്തുവിടുകയോ ചെയ്തില്ലെങ്കിൽ, ബാറ്ററിയുടെ ആന്തരിക മർദ്ദം കുത്തനെ ഉയരുകയും സ്ഫോടനത്തിന് കാരണമാവുകയും ചെയ്യും.

പോളിമർ ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററി അടിസ്ഥാനപരമായി സുരക്ഷാ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നില്ല, ലിഥിയം കോബാൾട്ട് ആസിഡും ഓർഗാനിക് ഇലക്ട്രോലൈറ്റും ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് കൊളോയ്ഡൽ ആണ്, ചോർച്ച എളുപ്പമല്ല, കൂടുതൽ അക്രമാസക്തമായ ജ്വലനം സംഭവിക്കും, ജ്വലനമാണ് പോളിമർ ബാറ്ററി സുരക്ഷയുടെ ഏറ്റവും വലിയ പ്രശ്നം.

ബാറ്ററിയുടെ ഉപയോഗത്തിലും ചില പ്രശ്നങ്ങളുണ്ട്. ഒരു ബാഹ്യ അല്ലെങ്കിൽ ആന്തരിക ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് ഏതാനും നൂറ് ആമ്പിയർ അമിത വൈദ്യുതധാര ഉണ്ടാക്കും. ഒരു ബാഹ്യ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് സംഭവിക്കുമ്പോൾ, ബാറ്ററി തൽക്ഷണം ഒരു വലിയ കറൻ്റ് ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുന്നു, വലിയ അളവിൽ ഊർജ്ജം ചെലവഴിക്കുകയും ആന്തരിക പ്രതിരോധത്തിൽ വലിയ ചൂട് സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ആന്തരിക ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് ഒരു വലിയ വൈദ്യുതധാര ഉണ്ടാക്കുന്നു, താപനില ഉയരുന്നു, ഇത് ഡയഫ്രം ഉരുകുകയും ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് ഏരിയ വികസിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, അങ്ങനെ ഒരു ദുഷിച്ച ചക്രം രൂപപ്പെടുന്നു.

ഒരു ഒറ്റ സെൽ 3 ~ 4.2V ഉയർന്ന വർക്കിംഗ് വോൾട്ടേജ് നേടുന്നതിന് ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററി, 2V ഓർഗാനിക് ഇലക്ട്രോലൈറ്റിനേക്കാൾ കൂടുതലുള്ള വോൾട്ടേജിൻ്റെ വിഘടനം എടുക്കണം, ഉയർന്ന വൈദ്യുതധാര, ഉയർന്ന താപനില സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഓർഗാനിക് ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെ ഉപയോഗം വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം, ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് ആയിരിക്കും. ഗ്യാസ്, വർദ്ധിച്ച ആന്തരിക മർദ്ദം ഫലമായി, ഗുരുതരമായ ഷെൽ തകർക്കും.

ഓവർചാർജ് ലിഥിയം ലോഹത്തിന് കാരണമാകാം, ഷെൽ വിള്ളൽ, വായുവുമായുള്ള നേരിട്ടുള്ള സമ്പർക്കം, ജ്വലനം, അതേ സമയം ഇഗ്നിഷൻ ഇലക്ട്രോലൈറ്റ്, ശക്തമായ തീജ്വാല, വാതകത്തിൻ്റെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വികാസം, സ്ഫോടനം.

കൂടാതെ, മൊബൈൽ ഫോണിന്, ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററിയുടെ അനുചിതമായ ഉപയോഗം, എക്സ്ട്രൂഷൻ, ആഘാതം, വെള്ളം വലിച്ചെടുക്കൽ എന്നിവ ബാറ്ററിയുടെ വികാസം, രൂപഭേദം, പൊട്ടൽ മുതലായവയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു, ഇത് ഡിസ്ചാർജ് അല്ലെങ്കിൽ ചാർജിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ ബാറ്ററി ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടിലേക്ക് നയിക്കും. ചൂട് സ്ഫോടനം വഴി.

ലിഥിയം ബാറ്ററികളുടെ സുരക്ഷ:

അനുചിതമായ ഉപയോഗം മൂലമുണ്ടാകുന്ന ഓവർ ഡിസ്ചാർജ് അല്ലെങ്കിൽ ഓവർചാർജ് ഒഴിവാക്കാൻ, സിംഗിൾ ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററിയിൽ ട്രിപ്പിൾ പ്രൊട്ടക്ഷൻ മെക്കാനിസം സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഒന്ന് സ്വിച്ചിംഗ് മൂലകങ്ങളുടെ ഉപയോഗമാണ്, ബാറ്ററിയുടെ താപനില ഉയരുമ്പോൾ, അതിൻ്റെ പ്രതിരോധം ഉയരും, താപനില വളരെ കൂടുതലാകുമ്പോൾ, വൈദ്യുതി വിതരണം യാന്ത്രികമായി നിർത്തും; രണ്ടാമത്തേത്, ഉചിതമായ പാർട്ടീഷൻ മെറ്റീരിയൽ തെരഞ്ഞെടുക്കുക, താപനില ഒരു നിശ്ചിത മൂല്യത്തിലേക്ക് ഉയരുമ്പോൾ, പാർട്ടീഷനിലെ മൈക്രോൺ സുഷിരങ്ങൾ സ്വയമേ ലയിക്കും, അങ്ങനെ ലിഥിയം അയോണുകൾ കടന്നുപോകാൻ കഴിയില്ല, ബാറ്ററി ആന്തരിക പ്രതികരണം നിർത്തുന്നു; മൂന്നാമത്തേത് സുരക്ഷാ വാൽവ് (അതായത്, ബാറ്ററിയുടെ മുകളിലെ വെൻ്റ് ഹോൾ) സജ്ജീകരിക്കുക എന്നതാണ്. ബാറ്ററിയുടെ ആന്തരിക മർദ്ദം ഒരു നിശ്ചിത മൂല്യത്തിലേക്ക് ഉയരുമ്പോൾ, ബാറ്ററിയുടെ സുരക്ഷ ഉറപ്പാക്കാൻ സുരക്ഷാ വാൽവ് യാന്ത്രികമായി തുറക്കും.

ചിലപ്പോൾ, ബാറ്ററിക്ക് തന്നെ സുരക്ഷാ നിയന്ത്രണ നടപടികൾ ഉണ്ടെങ്കിലും, നിയന്ത്രണ പരാജയം മൂലമുണ്ടാകുന്ന ചില കാരണങ്ങളാൽ, സുരക്ഷാ വാൽവിൻ്റെയോ ഗ്യാസിൻ്റെയോ അഭാവം സുരക്ഷാ വാൽവിലൂടെ പുറത്തുവിടാൻ സമയമില്ല, ബാറ്ററിയുടെ ആന്തരിക മർദ്ദം കുത്തനെ ഉയരുകയും കാരണമാകുകയും ചെയ്യും. ഒരു സ്ഫോടനം. സാധാരണയായി, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളിൽ സംഭരിച്ചിരിക്കുന്ന മൊത്തം ഊർജ്ജം അവയുടെ സുരക്ഷയ്ക്ക് വിപരീത അനുപാതത്തിലാണ്. ബാറ്ററിയുടെ കപ്പാസിറ്റി കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് ബാറ്ററിയുടെ വോളിയവും വർദ്ധിക്കുകയും അതിൻ്റെ താപ വിസർജ്ജന പ്രകടനം മോശമാവുകയും അപകടസാധ്യത വളരെയധികം വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യും. മൊബൈൽ ഫോണുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾക്ക്, സുരക്ഷാ അപകടങ്ങളുടെ സംഭാവ്യത ദശലക്ഷത്തിൽ ഒന്നിൽ താഴെയായിരിക്കണം എന്നതാണ് അടിസ്ഥാന ആവശ്യകത, ഇത് പൊതുജനങ്ങൾക്ക് സ്വീകാര്യമായ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ മാനദണ്ഡം കൂടിയാണ്. വലിയ ശേഷിയുള്ള ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾക്ക്, പ്രത്യേകിച്ച് ഓട്ടോമൊബൈലുകൾക്ക്, നിർബന്ധിത താപ വിസർജ്ജനം സ്വീകരിക്കുന്നത് വളരെ പ്രധാനമാണ്.

സുരക്ഷിതമായ ഇലക്ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലുകൾ, ലിഥിയം മാംഗനീസ് ഓക്സൈഡ് മെറ്റീരിയൽ, തന്മാത്രാ ഘടനയുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ, പൂർണ്ണ ചാർജ് അവസ്ഥയിൽ, പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിലെ ലിഥിയം അയോണുകൾ നെഗറ്റീവ് കാർബൺ ദ്വാരത്തിലേക്ക് പൂർണ്ണമായും ഉൾച്ചേർക്കുന്നു, അടിസ്ഥാനപരമായി ഡെൻഡ്രൈറ്റുകളുടെ ഉത്പാദനം ഒഴിവാക്കുന്നു. അതേ സമയം, ലിഥിയം മാംഗനീസ് ആസിഡിൻ്റെ സ്ഥിരമായ ഘടന, അതിനാൽ അതിൻ്റെ ഓക്സിഡേഷൻ പ്രകടനം ലിഥിയം കോബാൾട്ട് ആസിഡിനേക്കാൾ വളരെ കുറവാണ്, ലിഥിയം കോബാൾട്ട് ആസിഡിൻ്റെ വിഘടന താപനില 100 ഡിഗ്രിയിൽ കൂടുതലാണ്, ബാഹ്യ ബാഹ്യ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് (സൂചി) കാരണം പോലും. ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട്, ഓവർ ചാർജ്ജിംഗ്, ലിഥിയം ലോഹം മൂലമുണ്ടാകുന്ന ജ്വലനത്തിൻ്റെയും സ്ഫോടനത്തിൻ്റെയും അപകടത്തെ പൂർണ്ണമായും ഒഴിവാക്കും.

കൂടാതെ, ലിഥിയം മാംഗനേറ്റ് മെറ്റീരിയലിൻ്റെ ഉപയോഗവും ചെലവ് ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കും.

നിലവിലുള്ള സുരക്ഷാ നിയന്ത്രണ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന്, ഞങ്ങൾ ആദ്യം ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററി കോറിൻ്റെ സുരക്ഷാ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തണം, ഇത് വലിയ ശേഷിയുള്ള ബാറ്ററികൾക്ക് പ്രത്യേകിച്ചും പ്രധാനമാണ്. നല്ല തെർമൽ ക്ലോസിംഗ് പ്രകടനമുള്ള ഒരു ഡയഫ്രം തിരഞ്ഞെടുക്കുക. ലിഥിയം അയോണുകൾ കടന്നുപോകാൻ അനുവദിക്കുമ്പോൾ ബാറ്ററിയുടെ പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് ധ്രുവങ്ങൾ വേർതിരിച്ചെടുക്കുക എന്നതാണ് ഡയഫ്രത്തിൻ്റെ പങ്ക്. താപനില ഉയരുമ്പോൾ, മെംബ്രൺ ഉരുകുന്നതിന് മുമ്പ് അടച്ചിരിക്കും, ആന്തരിക പ്രതിരോധം 2,000 ഓം ആയി ഉയർത്തുകയും ആന്തരിക പ്രതികരണം അവസാനിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ആന്തരിക മർദ്ദമോ താപനിലയോ പ്രീസെറ്റ് സ്റ്റാൻഡേർഡിൽ എത്തുമ്പോൾ, സ്ഫോടന-പ്രൂഫ് വാൽവ് തുറന്ന് ആന്തരിക വാതകത്തിൻ്റെ അമിതമായ ശേഖരണം, രൂപഭേദം എന്നിവ തടയാൻ സമ്മർദ്ദം കുറയ്ക്കാൻ തുടങ്ങും, ഒടുവിൽ ഷെൽ പൊട്ടിത്തെറിക്കും. കൺട്രോൾ സെൻസിറ്റിവിറ്റി മെച്ചപ്പെടുത്തുക, കൂടുതൽ സെൻസിറ്റീവ് കൺട്രോൾ പാരാമീറ്ററുകൾ തിരഞ്ഞെടുത്ത് ഒന്നിലധികം പാരാമീറ്ററുകളുടെ സംയോജിത നിയന്ത്രണം സ്വീകരിക്കുക (വലിയ ശേഷിയുള്ള ബാറ്ററികൾക്ക് ഇത് വളരെ പ്രധാനമാണ്). വലിയ ശേഷിയുള്ള ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററി പായ്ക്ക് ഒരു സീരീസ്/സമാന്തര മൾട്ടിപ്പിൾ സെൽ കോമ്പോസിഷൻ ആണ്, നോട്ട്ബുക്ക് കമ്പ്യൂട്ടർ വോൾട്ടേജ് 10V-യിൽ കൂടുതലാണ്, വലിയ ശേഷി, സാധാരണയായി 3 മുതൽ 4 വരെ സിംഗിൾ ബാറ്ററി സീരീസ് ഉപയോഗിക്കുന്നത് വോൾട്ടേജ് ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റും, തുടർന്ന് 2 മുതൽ 3 സീരീസ് വരെ വലിയ ശേഷി ഉറപ്പാക്കാൻ ബാറ്ററി പായ്ക്ക് സമാന്തരമായി.

ഉയർന്ന ശേഷിയുള്ള ബാറ്ററി പാക്കിൽ തന്നെ താരതമ്യേന തികഞ്ഞ സംരക്ഷണ പ്രവർത്തനം ഉണ്ടായിരിക്കണം, കൂടാതെ രണ്ട് തരത്തിലുള്ള സർക്യൂട്ട് ബോർഡ് മൊഡ്യൂളുകളും പരിഗണിക്കണം: ProtectionBoardPCB മൊഡ്യൂളും SmartBatteryGaugeBoard മൊഡ്യൂളും. മുഴുവൻ ബാറ്ററി സംരക്ഷണ രൂപകൽപ്പനയിലും ഉൾപ്പെടുന്നു: ലെവൽ 1 പ്രൊട്ടക്ഷൻ ഐസി (ബാറ്ററി ഓവർചാർജ്, ഓവർ ഡിസ്ചാർജ്, ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് തടയുക), ലെവൽ 2 പ്രൊട്ടക്ഷൻ ഐസി (രണ്ടാം ഓവർ വോൾട്ടേജ് തടയുക), ഫ്യൂസ്, എൽഇഡി ഇൻഡിക്കേറ്റർ, താപനില നിയന്ത്രണം, മറ്റ് ഘടകങ്ങൾ. മൾട്ടി-ലെവൽ പ്രൊട്ടക്ഷൻ മെക്കാനിസത്തിന് കീഴിൽ, അസാധാരണമായ പവർ ചാർജറിൻ്റെയും ലാപ്‌ടോപ്പിൻ്റെയും കാര്യത്തിൽ പോലും, ലാപ്‌ടോപ്പ് ബാറ്ററി ഓട്ടോമാറ്റിക് പ്രൊട്ടക്ഷൻ സ്റ്റേറ്റിലേക്ക് മാത്രമേ മാറാൻ കഴിയൂ. സ്ഥിതി ഗുരുതരമല്ലെങ്കിൽ, സ്ഫോടനം കൂടാതെ പ്ലഗ് ചെയ്ത് നീക്കം ചെയ്തതിന് ശേഷം ഇത് സാധാരണയായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു.

ലാപ്‌ടോപ്പുകളിലും മൊബൈൽ ഫോണുകളിലും ഉപയോഗിക്കുന്ന ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന അടിസ്ഥാന സാങ്കേതികവിദ്യ സുരക്ഷിതമല്ല, സുരക്ഷിതമായ ഘടനകൾ പരിഗണിക്കേണ്ടതുണ്ട്.

ഉപസംഹാരമായി, മെറ്റീരിയൽ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പുരോഗതിയും ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികളുടെ രൂപകൽപ്പന, നിർമ്മാണം, പരിശോധന, ഉപയോഗം എന്നിവയുടെ ആവശ്യകതകളെക്കുറിച്ചുള്ള ആളുകളുടെ ധാരണയുടെ ആഴം വർദ്ധിക്കുന്നതോടെ, ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികളുടെ ഭാവി സുരക്ഷിതമാകും.