Polimerinių ličio jonų baterijų sprogimo rizikos supratimas

Atsižvelgiant į naudojamo elektrolito tipą, ličio jonų baterijos skirstomos į skystas ličio jonų baterijas (LIB) ir polimerines ličio jonų baterijas (PLB), taip pat žinomas kaip plastikinės ličio jonų baterijos.

PLB naudoja tas pačias anodo ir katodo medžiagas kaip ir skystos ličio jonų baterijos, įskaitant ličio kobalto oksidą, ličio mangano oksidą, trejetą medžiagą ir ličio geležies fosfatą katodui ir grafitą anodui. Pagrindinis skirtumas yra naudojamas elektrolitas: PLB pakeičia skystą elektrolitą kietu polimeriniu elektrolitu, kuris gali būti „sausas“ arba „gelio pavidalo“. Dauguma PLB šiuo metu naudoja polimero gelio elektrolitą.

Dabar kyla klausimas: ar polimerinės ličio jonų baterijos tikrai sprogsta? Atsižvelgiant į mažą dydį ir lengvą svorį, PLB plačiai naudojami nešiojamuosiuose kompiuteriuose, išmaniuosiuose telefonuose ir kitoje nešiojamoje elektronikoje. Kai šie įrenginiai dažnai nešiojami, jų saugumas yra svarbiausias. Taigi, kiek patikima yra PLB sauga ir ar jie kelia sprogimo pavojų?

1. PLB naudoja gelio pavidalo elektrolitą, kuris skiriasi nuo ličio jonų akumuliatorių skystojo elektrolito. Šis gelio pavidalo elektrolitas nevirina ir neišskiria daug dujų, todėl pašalinama smarkaus sprogimo galimybė.
2. Saugumo sumetimais ličio baterijos paprastai būna su apsaugine plokšte ir apsauga nuo sprogimo. Tačiau jų veiksmingumas gali būti apribotas daugeliu atvejų.
3. PLB naudoja aliuminio plastikinę lanksčią pakuotę, o ne metalinį skystų elementų korpusą. Esant saugumo problemoms, jie linkę išsipūsti, o ne sprogti.
4. PVDF, kaip pagrindinė PLB medžiaga, veikia puikiai.

PLB saugos priemonės:

• Trumpasis jungimas: atsiranda dėl vidinių arba išorinių veiksnių, dažnai įkrovimo metu. Prastas akumuliatoriaus plokščių sujungimas taip pat gali sukelti trumpąjį jungimą. Nors daugumoje ličio jonų baterijų yra apsauginės grandinės ir apsaugos nuo sprogimo linijos, jos ne visada gali būti veiksmingos.
• Per didelis įkrovimas: jei PLB per ilgai kraunamas per aukšta įtampa, tai gali sukelti vidinį perkaitimą ir slėgio padidėjimą, dėl kurio gali išsiplėtimas ir plyšti. Per didelis įkrovimas ir gilus iškrovimas taip pat gali negrįžtamai sugadinti akumuliatoriaus cheminę sudėtį, o tai labai paveikti jo naudojimo trukmę.

Litis yra labai reaktyvus ir gali lengvai užsidegti. Įkrovimo ir iškrovimo metu nuolatinis akumuliatoriaus kaitinimas ir susidarančių dujų plėtimasis gali padidinti vidinį slėgį. Jei korpusas yra pažeistas, tai gali sukelti nuotėkį, gaisrą ar net sprogimą. Tačiau didesnė tikimybė, kad PLB išsipūs nei sprogs.

PLB privalumai:

1. Aukšta darbinė įtampa viename elemente.
2. Didelis talpos tankis.
3. Minimalus savaiminis išsikrovimas.
4. Ilgas ciklo tarnavimo laikas, daugiau nei 500 ciklų.
5. Nėra atminties efekto.
6. Geros saugos savybės, naudojant lanksčią aliuminio plastikinę pakuotę.
7. Itin plonas, telpa į kreditinės kortelės dydžio vietas.
8. Lengvas: nereikia metalinio korpuso.
9. Didesnė talpa, palyginti su lygiaverčio dydžio ličio baterijomis.
10. Mažas vidinis pasipriešinimas.
11. Puikios iškrovimo charakteristikos.
12. Supaprastintas apsaugos plokštės dizainas.

PLB trūkumai:

1. Didelė gamybos savikaina.
2. Apsauginės grandinės poreikis.