Warum entzünden sich Lithiumbatterien spontan?

Prinzip der Selbstentzündung

Lithium ist das aktivste Metall der Welt. Lithium-Ionen-Batterien sind klein, hochdicht und energiedicht, was sie zur ersten Wahl für Elektrofahrzeuge macht. Bei der Arbeit von Lithium-Ionen-Batterien wird die Verwendung von Lithium-Ionen zum Gewinnen und Verlieren von Elektronen sowie zur Migration und Akkumulation verwendet, um die Speicherung elektrischer Energie zu erreichen.

Wenn die Batterie aufgeladen wird, verlieren die Lithiumatome in der positiven Elektrode Elektronen und werden zu Lithiumionen, was eine Potentialdifferenz verursacht. Die Lithiumionen im Elektrolytmedium wandern unter Einwirkung der Potentialdifferenz zur negativen Elektrode. Beim Entladen wird das gesamte Programm umgekehrt. Der gesamte Arbeitsprozess wird durch den Verlust von Lithiummetall in der Elektrode und die Migration von Elektronen und Lithiumionen im Elektrolyten abgeschlossen.

Die chemischen Eigenschaften von Lithium sind jedoch zu aktiv. Lithiummetall ist der Luft ausgesetzt und erzeugt eine starke Oxidationsreaktion mit Sauerstoff, die Verbrennung und Explosion verursacht.

Daher haben Wissenschaftler bei der praktischen Anwendung von Lithiumbatterien alle Mittel ausprobiert, um die Umwandlung von Lithiumionen im Elektrolyten in Lithiummetall zu verhindern und Metalllithium in Graphit- oder Lithiumverbindungen zu binden. Es ist oft zu hören, dass Lithiumeisenphosphat und Kobaltsäure Lithium ein Material ist, das Lithiumatome speichert.

Sicherheitsprobleme bei Akkus: Lithiumbatterien für Elektrofahrzeuge entzünden sich nicht leicht von selbst

Gleichzeitig wurde eine Reihe von Schutzmaßnahmen getroffen, um zu verhindern, dass Luft in die Batterie eindringt. Dies führt dazu, dass das Lithiummetall bei Kontakt mit Sauerstoff nicht explodiert.

Im Gebrauch entzündet sich die Lithiumbatterie spontan, weil die Schutzmaßnahmen nicht vorhanden sind oder eine ernsthafte äußere Kraft zerstört wird, was zu einem Schutzversagen führt, das dazu führt, dass das Metalllithium mit der Luft in Kontakt kommt.

Gemeinsame Schutzmaßnahmen

Außengehäuse ist geschützt. Um das Eindringen von Luft zu verhindern, ist die Lithiumbatterie in einem geschlossenen Behälter verpackt und normalerweise mit einem Edelstahlgehäuse und einem Gehäuse aus Aluminiumlegierung ausgestattet, um Schäden durch äußere Kräfte zu vermeiden. Zum Beispiel verwenden die Elektrofahrzeuge von Tesla sogar Abschirmungen aus Titanlegierung, um Schäden am Batteriebehälter während des Gebrauchs zu vermeiden, insbesondere bei Verkehrsunfällen.

Der Membranblockschutz schützt vor Beschädigungen durch das Innere der Batterie und verhindert gleichzeitig Schäden durch äußere Gewalt.

Um zu verhindern, dass die positiven und negativen Pole der Batterie direkt berührt und kurzgeschlossen werden, befindet sich normalerweise eine Membran in der Batterie, die einerseits die positiven und negativen Elektroden trennt und die geladenen Ionen andererseits passieren lässt Hand.

Bei Lithiumbatterien hat die Membran jedoch auch eine andere Schutzfunktion. Wenn die Batterietemperatur zu hoch ist, schließt sich der Membranspalt automatisch, so dass Lithiumionen nicht hindurchtreten können, wodurch die Reaktion der gesamten Batterie beendet wird. Daher wird verhindert, dass die Batterie aufgrund übermäßiger Temperatur einem hohen Druck ausgesetzt wird, wodurch das Problem verursacht wird, dass die Batteriedichtungsstruktur gebrochen ist.

Überladeschutz, nicht nur um die Luft zu blockieren, sondern auch um zu verhindern, dass Metalllithium aus der Elektrode austritt.

Wissenschaftler nutzen die Nanovoid- und Materialgittermechanismen von Elektrodenmaterialien, um das beim Laden und Entladen gebildete Metalllithium zu speichern und zu verriegeln.

Auf diese Weise sind die Sauerstoffmoleküle zu groß, um in diese feinen Zellen einzudringen, selbst wenn das Batteriegehäuse zerbrochen ist und Sauerstoff eintritt, und eine spontane Verbrennung wird vermieden.

Das Laden mit übermäßiger Spannung oder das Laden über einen längeren Zeitraum kann jedoch zu sehr gefährlichen Schäden an der Lithiumbatterie führen.

Nachdem die Ladespannung der Lithiumbatterie höher als die Nennspannung (normalerweise 4,2 V) ist, sammelt sich das Lithiumion auf der Oberfläche des negativen Elektrodenmaterials an, da die negative Elektrode mit Lithiumatomen gefüllt ist. Aufgrund der Polarisation bilden diese Lithiumionen einen Elektronentransfer, bilden metallisches Lithium und wachsen Dendriten von der Oberfläche der negativen Elektrode zu den Lithiumionen.

Diese Metalllithium ohne Elektrodenschutz sind einerseits äußerst aktiv und neigen zu Oxidationsreaktionen und Explosionen. Andererseits durchbricht der gebildete Metalllithiumkristall den Separator, schließt die positiven und negativen Elektroden kurz, wodurch ein Kurzschluss verursacht und eine hohe Temperatur erzeugt wird. Bei hohen Temperaturen werden Materialien wie Elektrolyte gerissen, um Gas zu erzeugen, wodurch sich das Batteriegehäuse oder das Druckventil ausbaucht und reißt, wodurch Sauerstoff in die auf der Oberfläche der negativen Elektrode abgelagerten Lithiumatome eindringen und mit diesen reagieren kann, was zu einer Explosion führt.

Stellen Sie beim Laden des lithium-akkus unbedingt die obere Spannungsgrenze und den Überladeschutz ein. Eine solche Schutzschaltung ist in einer Lithiumbatterie installiert, die von einem normalen Batteriehersteller hergestellt wird. Automatisch ausschalten, wenn die Spannung den Standard überschreitet oder die Batterie voll ist.

In der Tat ist eine Selbstentzündung nicht einfach.

Unter dem Schutz qualifizierter Schalen, Membranen und Schaltkreise ist es nicht einfach, Lithiumbatterien spontan zu verbrennen.

Insbesondere in einer Lithiumbatterie aus anorganischem Material, beispielsweise einer Lithiumeisenphosphatbatterie, verwendet die Batterie kein organisches Material wie eine ternäre Lithiumbatterie, selbst wenn Materialzerstörung und Kurzschluss innerhalb der Batterie auftreten, die erzeugte hohe Temperatur nicht das anorganische Material zersetzen lassen. Produzieren Sie Hochdruckgas, das wiederum spontan explodiert. Selbst wenn die qualifizierte Lithiumeisenphosphatbatterie in Brennholz eingelegt wird (die Brennholztemperatur liegt unter 600 ° C), treten im Experiment keine Explosionen und natürlichen Bedingungen auf.

Vergleichen Sie gleichzeitig mit der Situation, dass die Vorentwicklung neuer Energiefahrzeuge die Schutzmaßnahmen beim tatsächlichen Einsatz von Fahrzeugen derzeit nach Jahrzehnten der Erforschung und praktischen Nutzung von Millionen neuer Energiefahrzeuge weltweit aus Batterien nicht erkannt hat Hersteller zu Automobilherstellern. Habe genug Erfahrung gesammelt.

Die Schutzfestigkeit des Außengehäuses der Lithiumbatterie wird erheblich verbessert, und der Schutz der Batterie kann auch bei einem schweren Verkehrsunfall wie dem Zerfall des gesamten Fahrzeugs wirksam sein.

Bei der Auswahl der Batterietrenner sind sich die Hersteller auch der Bedeutung der Verwendung einer Membran mit Selbstschutz voll bewusst. Gegenwärtig wird diese Technologie in allgemein hochwertigen Lithiumbatterieprodukten verwendet. Für die Anwendung von Überladeschutzvorrichtungen ist es bereits ein nationaler verbindlicher Standard geworden. Qualifizierte elektronische Schutzvorrichtungen und ausgereifte Batteriemanagementsysteme haben die Wahrscheinlichkeit einer Selbstentzündung neuer Lithiumbatterien für Kraftfahrzeuge erheblich verringert.

Bei der derzeitigen Selbstentzündung von Fahrzeugen mit neuer Energie wurde keines von ihnen durch eine Explosion der Selbstentzündung des Akkus unter normalen Fahrbedingungen verursacht. Die Explosion der Selbstentzündung neuer Fahrzeug-Lithiumbatterien ist auf äußerst schwere Verkehrsunfälle und unsachgemäße Änderungen der elektrischen Ausrüstung im Auto zurückzuführen. Nach fast tausend Grad Hochtemperaturrösten wurde die Lithiumbatterie schließlich gezündet.

Für Verbraucher ist die Lithiumbatterie von Neufahrzeugen im Allgemeinen sehr sicher. Es muss jedoch verhindert werden, dass im Falle eines größeren industriellen Ausbruchs die wahllose Verwendung einzelner Hersteller und der Preiskampf der Produkte dazu geführt haben, dass der Batterieschutz vernachlässigt wurde und die durch die illegale Änderung von verborgenen Gefahren verborgen sind elektrische Fahrzeuge.

[Electric Vehicle Times Network Kurzkommentar] Natürliche Batterie und Explosion Bei Fahrzeugen mit neuer Energie denken die Menschen immer, dass das Fahren eines neuen Energiefahrzeugs wie eine Zeitbombe eines Transportunternehmens ist, was sich auf die Förderung und Entwicklung neuer Energiefahrzeuge auswirkt. In der Tat ist Lithiumbatterie nicht so schrecklich.