So richten Sie eine sichere Lithiumbatterieschutzschaltung ein

Laut Statistik hat die weltweite Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien 1,3 Milliarden erreicht, und diese Daten nehmen von Jahr zu Jahr zu, da das Anwendungsfeld weiter wächst. Aus diesem Grund ist mit dem raschen Anstieg des Verbrauchs von Lithium-Ionen-Batterien in verschiedenen Branchen die Sicherheitsleistung von Batterien immer wichtiger geworden, was nicht nur Lithium-Ionen-Batterien mit ausgezeichneter Lade- und Entladeleistung, sondern auch eine höhere Sicherheitsleistung erfordert. Warum gibt es ein Feuer oder sogar eine Explosion? Welche Maßnahmen können ergriffen werden, um dies zu vermeiden und zu beseitigen?

Die Explosion des Laptop-Akkus hängt nicht nur mit dem Produktionsprozess der darin verwendeten lithium-batteriezelle zusammen, sondern auch mit der im Akku enthaltenen Batterieschutzplatine, der Lade- und Entladeverwaltungsschaltung des Notebooks und der Wärmeableitung Design des Notebooks. Das unangemessene Wärmeableitungsdesign und das Lade- und Entlademanagement des Notebooks überhitzen die Batteriezellen, wodurch die Aktivität der Batteriezellen erheblich erhöht und die Wahrscheinlichkeit von Explosion und Verbrennung erhöht wird.

Analyse der Zusammensetzung und Leistung von Lithiumbatteriematerialien

Schauen wir uns zunächst die Materialzusammensetzung von Lithiumbatterien an. Die Leistung von Lithium-Ionen-Batterien hängt hauptsächlich von der Struktur und den Eigenschaften der Materialien in den verwendeten Batterien ab. Diese batterieinternen Materialien umfassen ein negatives Elektrodenmaterial, einen Elektrolyten, einen Separator, ein positives Elektrodenmaterial und dergleichen. Die Auswahl und Qualität der positiven und negativen Materialien bestimmen direkt die Leistung und den Preis des Lithium-Ionen-Akkus. Daher stand die Erforschung kostengünstiger, leistungsfähiger positiver und negativer Materialien seit jeher im Mittelpunkt der Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterieindustrie.

Das Anodenmaterial besteht im Allgemeinen aus Kohlenstoffmaterial, und die derzeitige Entwicklung ist relativ ausgereift. Die Entwicklung von Kathodenmaterialien ist zu einem wichtigen Faktor geworden, der die Leistung von Lithium-Ionen-Batterien einschränkt und den Preis weiter senkt. Bei der gegenwärtigen kommerziellen Produktion von Lithium-Ionen-Batterien machen die Kosten des Kathodenmaterials etwa 40% der gesamten Batteriekosten aus. Die Preissenkung des Kathodenmaterials bestimmt direkt den Preis der Lithium-Ionen-Batterie, insbesondere für Lithium-Ionen-Batterien. Beispielsweise benötigt eine kleine Lithium-Ionen-Batterie für ein Mobiltelefon nur etwa 5 Gramm positives Elektrodenmaterial, und eine Lithium-Ionen-Batterie, die einen Bus antreibt, benötigt möglicherweise ein positives Elektrodenmaterial von bis zu 500 Gramm.

Obwohl es theoretisch als Kathodenmaterial für Lithiumionenbatterien verwendet werden kann, ist der Hauptbestandteil des üblichen Kathodenmaterials LiCoO2. Beim Laden zwingt das an die Pole der Batterie angelegte Potential die Kathodenverbindung, Lithiumionen freizusetzen, und die eingebetteten Anodenmoleküle sind in einer Schichtstruktur angeordnet. Im Kohlenstoff. Zum Zeitpunkt der Entladung werden Lithiumionen aus dem Kohlenstoff der Schichtstruktur ausgefällt und mit der Verbindung der positiven Elektrode rekombiniert. Die Bewegung von Lithiumionen erzeugt einen Strom. Dies ist das Prinzip der Arbeit mit Lithiumbatterien.

Design des Lade- und Entlademanagements für Lithiumbatterien

Wenn die Lithiumbatterie geladen wird, zwingt das an die beiden Pole der Batterie angelegte Potential die Verbindung der positiven Elektrode, Lithiumionen freizusetzen, und ist in den Kohlenstoff eingebettet, in dem die negativen Elektrodenmoleküle in einer Schichtstruktur angeordnet sind. Zum Zeitpunkt der Entladung werden Lithiumionen aus dem Kohlenstoff der Schichtstruktur ausgefällt und mit der Verbindung der positiven Elektrode rekombiniert. Die Bewegung von Lithiumionen erzeugt einen Strom. Obwohl das Prinzip sehr einfach ist, müssen in der praktischen industriellen Produktion viele praktische Probleme berücksichtigt werden: Das Material der positiven Elektrode benötigt Additive, um die Aktivität der Mehrfachladung und -entladung aufrechtzuerhalten, und das Material der negativen Elektrode muss entworfen werden auf der Ebene der Molekülstruktur, um mehr aufzunehmen. Mehr Lithiumionen; Der zwischen der positiven und der negativen Elektrode eingefüllte Elektrolyt muss neben der Aufrechterhaltung der Stabilität auch eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweisen, wodurch der Innenwiderstand der Batterie verringert wird.

Obwohl Lithium-Ionen-Batterien alle oben genannten Vorteile aufweisen, stellen sie höhere Anforderungen an die Schutzschaltung. Während des Gebrauchs sollte übermäßiges Laden und Überentladen strikt vermieden werden und der Entladestrom sollte nicht zu groß sein. Im Allgemeinen sollte die Entladerate nicht größer als 0,2 Grad Celsius sein. Der Ladevorgang der Lithiumbatterie ist in der Abbildung dargestellt. Während eines Ladezyklus muss der Lithium-Ionen-Akku die Spannung und Temperatur des akkus erfassen, bevor der Ladevorgang beginnt, um festzustellen, ob er aufladbar ist. Das Aufladen ist verboten, wenn die Batteriespannung oder -temperatur außerhalb des vom Hersteller zugelassenen Bereichs liegt. Der Spannungsbereich, der das Laden ermöglicht, beträgt: 2,5 V ~ 4,2 V pro Zelle.

Wenn sich der Akku in einer Tiefentladung befindet, muss für das Ladegerät ein Vorladevorgang erforderlich sein, damit der Akku die Bedingungen für ein schnelles Laden erfüllt. Entsprechend der vom Batteriehersteller empfohlenen Schnellladegeschwindigkeit von im Allgemeinen 1 ° C führt das Ladegerät dann eine Konstantstromladung der Batterie durch. Die Batteriespannung steigt langsam an. Sobald die Batteriespannung die eingestellte Abschlussspannung erreicht (typischerweise 4,1 V oder 4,2 V), wird die Konstantstromladung beendet, der Ladestrom wird schnell gedämpft und die Ladung tritt in einen vollständigen Ladevorgang ein. Während des vollständigen Ladevorgangs wird der Ladestrom geladen. Nach und nach abklingen, bis die Laderate unter C / 10 fällt oder wenn die volle Ladezeit abgelaufen ist, wenden Sie sich an die obere Grenzladung. Wenn die Oberseite die Ladung abschaltet, füllt das Ladegerät den Akku mit einem sehr kleinen Ladestrom auf. Nachdem das obere Ende für eine Weile ausgeschaltet wurde, wird der Ladevorgang ausgeschaltet.

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