Lityum İyon Pillerin Patlama Türlerinin Analizi

Üç tür pil hücresi patlaması vardır: harici kısa devre, dahili kısa devre ve aşırı şarj. Buradaki dış kısım, pil takımının zayıf iç yalıtım tasarımının neden olduğu kısa devre de dahil olmak üzere hücrenin dışını ifade eder.

Hücre dışında bir kısa devre olduğunda ve elektronik bileşen devreyi kesemediğinde, hücrenin içinde yüksek ısı üretilerek elektrolitin bir kısmının buharlaşmasına ve pil kabuğunun genişlemesine neden olur. Pilin iç sıcaklığı 135 dereceye kadar yüksek olduğunda, yüksek kaliteli diyafram kağıdı gözenekleri kapatacak, elektrokimyasal reaksiyonu sonlandıracak veya neredeyse sonlandıracak, akımın keskin bir şekilde düşmesine ve sıcaklığın yavaşça düşmesine neden olacak, böylece patlamayı önleyecektir. . Ancak gözeneklerin kapanma hızı çok zayıfsa veya gözenekler hiç kapanmamışsa pil sıcaklığı yükselmeye devam edecek, daha fazla elektrolit buharlaşacak ve sonunda pil kabuğu kırılacak, hatta pil sıcaklığı bile artacaktır. malzemenin yanması ve patlaması için yükseltilecektir. Dahili kısa devreye esas olarak diyaframa giren bakır ve alüminyum folyo çapakları veya diyaframa giren lityum atomunun dendritik kristali neden olur. Bu küçük iğne benzeri metaller mikro kısa devreye neden olur. İğne çok ince olduğundan ve belirli bir direnç değerine sahip olduğundan, akımın mutlaka büyük olması gerekmez.

Üretim sürecinde bakır alüminyum folyo çapakları oluşur. Gözlenebilir olgu, pil sızıntısının çok hızlı olması ve bunların çoğunun hücre fabrikası veya montaj fabrikası tarafından taranabilmesidir. Ayrıca çapak küçük olduğu için bazen yanarak pilin normale dönmesini sağlar. Bu nedenle, çapak mikro kısa devresinin neden olduğu patlama olasılığı yüksek değildir. Böyle bir ifade, her hücre fabrikasında şarj edildikten kısa bir süre sonra genellikle düşük voltajlı kötü pillerin olması gerçeğinden görülebilir, ancak istatistiksel olarak desteklenen birkaç patlama vardır. Bu nedenle, dahili kısa devreden kaynaklanan patlama, esas olarak aşırı şarjdan kaynaklanır. Çünkü aşırı şarjdan sonra, kutup parçasının her yerinde iğne benzeri lityum metal kristalleri, her yerde delinme noktaları ve her yerde mikro kısa devreler meydana geliyor. Bu nedenle, pil sıcaklığı kademeli olarak artacak ve son olarak yüksek sıcaklık elektrolit gazına neden olacaktır. Bu durumda malzeme ister yüksek sıcaklık nedeniyle yansın ve patlasın, isterse kabuk önce kırılarak havanın içeri girmesine ve lityum metal ile şiddetli oksidasyona neden olmasına rağmen patlama sona erer.

Ancak, aşırı şarjdan kaynaklanan dahili kısa devreden kaynaklanan patlama, şarj sırasında mutlaka meydana gelmez. Pil sıcaklığı malzemenin yanması için yeterince yüksek olmadığında ve üretilen gaz pil kabuğunu kırmaya yetmediğinde, tüketicinin şarjı durdurup cep telefonunu kapıdan çıkarması mümkündür. Bu sırada, çok sayıda mikro kısa devre tarafından üretilen ısı, pil sıcaklığını yavaş yavaş artırır. Bir süre sonra patlama meydana gelir. Tüketicilerin ortak tanımı, cep telefonunu ellerine aldıklarında çok sıcak buldukları, attıklarında ise patladıkları şeklindedir.

Yukarıdaki patlama türlerine dayanarak, aşırı şarjın önlenmesi, harici kısa devrenin önlenmesi ve hücre güvenliğinin iyileştirilmesine odaklanabiliriz. Bunların arasında, aşırı şarj önleme ve harici kısa devre önleme, pil sistemi tasarımı ve pil montajı ile büyük bir ilişkisi olan elektronik korumaya aittir. Pil hücrelerinin güvenliğini artırmanın anahtarı, pil hücresi üreticisiyle yakından ilişkili olan kimyasal ve mekanik korumadır.