Lítium-iónové batérie sú náchylné na spustenie nebezpečných vedľajších reakcií vo vnútri batérie pri prebíjaní, rýchlom nabíjaní/vybíjaní, skrate, mechanickom zneužití a vysokoteplotnom tepelnom šoku, ktorý môže ľahko produkovať veľké množstvo tepla a zničiť negatívne a pozitívne povrchy batérie. pasivačný film.
Keď teplota batérie stúpne na 130 °C, SEI film na negatívnom povrchu sa rozkladá, čo vedie k silnej redoxnej reakcii, keď je vysoko aktívna lítium-uhlíková anóda vystavená elektrolytu. Keď vnútorná lokálna teplota batérie stúpne nad 200 °C, pasivačný film na povrchu kladnej elektródy rozkladá kladnú elektródu, vytvára zrážanie kyslíka a pokračuje v prudkej reakcii s elektrolytom, pričom vytvára veľké množstvo tepla a vytvára vysoký vnútorný tlak. Keď teplota batérie presiahne 240 °C, dôjde aj k prudkej exotermickej reakcii medzi lítium-uhlíkovou anódou a spojivom.
Ako posúdiť bezpečnosť lítiových batérií
Jedným zo spôsobov je použitie príslušných nástrojov. Kalorimeter na hodnotenie je najdôležitejším nástrojom vo výskume bezpečnosti lítiových batérií. Najčastejšie používaným kalorimetrom je Accelerated Calorimeter (ARC). ARC je nový typ nástroja tepelnej analýzy odporúčaný Organizáciou Spojených národov na hodnotenie nebezpečných materiálov, ktorý poskytuje údaje o čase, teplote a tlaku pre chemické reakcie v adiabatických podmienkach. Konštrukcia ARC, založená na adiabatickom princípe, môže byť použitá na presné meranie počiatočnej teploty rozkladu vzorky a teploty a tlaku v priebehu adiabatického procesu s použitím veľkej hmotnosti vzorky, vysokej citlivosti a zmeny tepelného rozkladu krivky, najmä pre cestovanie v skenovacej kalorimetrii a nemôže poskytnúť materiálu diferenciálnu tepelnú analýzu a iné metódy tepelného rozkladu tlak pomaly sa meniaci proces.
Metóda hodnotenia bezpečnosti ARC
ARC poskytuje takmer adiabatické prostredie presným sledovaním teploty, čím zabraňuje výmene tepla medzi vzorkou a prostredím, hlavne na testovanie a analýzu exotermického správania testovanej vzorky. Okrem testovania tepelného úniku možno ARC použiť v kombinácii so zdrojmi jednosmerného konštantného prúdu a nabíjacím/vybíjacím zariadením na testovanie špecifickej tepelnej kapacity batérie a adiabatického nárastu teploty počas nabíjania/vybíjania. Teplota lítiovej batérie má významný vplyv na bezpečnosť batérie. Dôležité je, že teplota má veľký vplyv na vnútornú chémiu lítium-iónových batérií. Nadmerná teplota môže dokonca poškodiť životnosť lítium-iónových batérií a v závažných prípadoch môže viesť k problémom s bezpečnosťou lítium-iónových batérií.
