Causas y métodos de tratamiento de la batería hinchada de litio
Índice
Las pilas de litio se han utilizado mucho en el mercado debido a su alto ratio energético y su gran seguridad. Las baterías como las de litio no son tan seguras como las de polímero. Sin embargo, debido a su temprano desarrollo, es relativamente barata, y muchos fabricantes pueden producirla, lo que provoca desigualdades, y la seguridad de las baterías de litio a veces no está garantizada.
Además, si se utiliza de forma inadecuada o el nivel de producción es limitado, siguen existiendo ciertos riesgos para la seguridad, como por ejemplo batería hinchada. Entonces, ¿por qué se produce el fenómeno de la batería hinchada en las baterías de litio? Echemos un vistazo a las causas de una batería hinchada y algunas soluciones.
Análisis de la estructura básica de las baterías de litio
La composición principal del material de la batería de litio: material del cátodo, material del ánodo, electrolito, separador de la batería de litio (material de aislamiento).
Cátodo
Desde el punto de vista de la composición del peso de la batería, el material del cátodo ocupa una gran proporción (generalmente 70%-80%), porque el rendimiento del material del cátodo afecta directamente al rendimiento de la batería de iones de litio, y su coste también determina directamente el coste de la batería. Los materiales catódicos representan entre 30% y 40% del coste de las baterías de iones de litio, y también afectan directamente a la densidad energética y al rendimiento de las baterías de iones de litio.
Ánodo
El material del ánodo está compuesto por un material con un potencial inferior al del cátodo, y tiene una alta capacidad específica y una buena reversibilidad de carga-descarga, por lo que mantiene una buena estabilidad dimensional y mecánica durante el proceso de intercalación del litio. El material del ánodo afecta principalmente a la eficiencia y al rendimiento del ciclo de la batería de litio.
El rendimiento del material del ánodo también afecta directamente al rendimiento de la batería de litio. El material del ánodo representa alrededor del 10-20% del coste total de la batería de litio. En cuanto al tipo de materiales de ánodo, incluye ánodos basados en carbono y ánodos sin carbono.
Electrolito
El electrolito desempeña la función de transportar cargas entre el cátodo y el ánodo (similar a la onda portadora en la radio), y tiene una alta conductividad iónica. Afecta a la densidad de energía, la aplicación a amplias temperaturas, la duración del ciclo, la densidad de potencia, las prestaciones de seguridad y otros factores de las baterías de litio.
Separador de baterías de litio
En separador de baterías de litio tiene un determinado tamaño de poro y porosidad para garantizar una baja resistencia y una alta conductividad iónica. Tiene buena permeabilidad a los iones de litio, buena humectabilidad al electrolito, suficiente capacidad de absorción de líquidos e hidratación, y mantiene la conductividad iónica. Al mismo tiempo, dispone de aislamiento electrónico para garantizar el aislamiento mecánico del cátodo y el ánodo.
Además, debe tener suficientes propiedades mecánicas, como resistencia a la perforación y a la tracción, así como resistencia a la corrosión electrolítica y suficiente estabilidad electroquímica. Las baterías de potencia tienen mayores requisitos en cuanto a separadores, y suelen utilizarse separadores compuestos.
¿Por qué se hinchan las baterías de litio?
Hay tres razones principales para la batería hinchada de litio:：
En primer lugar, los problemas del proceso de producción del fabricante
Debido al gran número de fabricantes, con el fin de ahorrar costes, muchos fabricantes hacen que el entorno de producción sea duro, utilizan equipos y máquinas que serán eliminados, etc., por lo que el revestimiento de la batería es desigual, y las partículas de polvo se mezclan en el electrolito. Todo esto puede hacer que la batería de litio se hinche cuando el usuario la utilice, e incluso causar un mayor peligro.
En segundo lugar, los hábitos de uso diario del usuario
El segundo es el propio usuario. Si el usuario utiliza los productos de la batería de litio de forma inadecuada, como la sobrecarga y sobredescarga, o el uso continuo en un ambiente extremadamente duro, también puede causar que la batería de litio aparezca batería hinchada.
En tercer lugar, si no se utiliza durante mucho tiempo y se almacena de forma inadecuada.
Si cualquier producto no se utiliza durante mucho tiempo, el rendimiento original disminuirá básicamente, y la batería no se utilizará durante mucho tiempo, y entonces no se ha conservado correctamente. No se utiliza cuando se expone al aire durante mucho tiempo, y la batería está completamente cargada. Dado que el aire es conductor hasta cierto punto, si se coloca durante demasiado tiempo, equivale a un contacto directo entre el cátodo y el ánodo de la batería, y se produce un cortocircuito crónico. Una vez que se produce el cortocircuito, generará calor, y algunos electrolitos se descompondrán o incluso se gasificarán, dando lugar a una batería hinchada.
Las causas de que la batería se hinche por sobrecarga y sobredescarga son las siguientes:
Batería hinchada por sobrecarga: La sobrecarga hará que todos los átomos de litio del material del cátodo corran hacia el material del ánodo, provocando que la rejilla completa original del cátodo se deforme y colapse, lo que también es una de las principales razones de la disminución de la potencia de la batería de litio. En este proceso, los iones de litio en el ánodo son cada vez más, y la acumulación excesiva hace que los átomos de litio crezcan cristales de muñón, lo que hace que la batería de litio se abombe.
Batería hinchada por sobredescarga: Durante el primer proceso de carga y descarga de una batería líquida de iones de litio, el material del electrodo y el electrolito reaccionan en la interfaz de fase sólido-líquido para formar una capa de pasivación que cubre la superficie del material del electrodo. La película de capa de pasivación formada puede impedir eficazmente el paso de las moléculas de electrolito, pero el Li+ puede introducirse y extraerse libremente a través de la capa de pasivación, que tiene las características de un electrolito sólido. Por lo tanto, esta capa de película de pasivación se denomina interfaz de electrolito sólido, denominada SEI.
La película SEI tendrá un efecto protector sobre el material del ánodo, haciendo que la estructura del material no se colapse fácilmente, y puede aumentar la vida del ciclo del material del electrodo. La película SEI no es estática, y habrá un pequeño cambio durante el proceso de carga y descarga, principalmente porque algunas sustancias orgánicas sufrirán cambios reversibles. Después de que la batería se sobredescarga, la película SEI se daña reversiblemente, y la SEI que protege el material del ánodo se destruye, haciendo que el material del ánodo se colapse, formando así el fenómeno de batería hinchada.
Estos dos factores provocarán una reacción violenta similar a un cortocircuito en el interior de la batería durante su uso, generando una gran cantidad de calor, que a su vez hará que el electrolito se descomponga y gasifique, y se producirá una hinchazón de la batería.
¿Cómo deshacerse de forma segura de una pila hinchada?
● Utilice aproximadamente la mitad de la batería y comience a reponerla. En raras ocasiones, se realizará una descarga completa y un mantenimiento de carga completa, lo que puede reducir en gran medida la cantidad de cristalización y ralentizar significativamente el fenómeno de la batería hinchada. ● La batería de litio hinchada se puede desechar directamente, porque la capacidad de energía ya es muy pequeña, y no hay energía en absoluto después de un cortocircuito. ● Por lo general, las baterías de litio deben reciclarse profesionalmente para no contaminar. Si no hay forma de deshacerse de ellas, deben tirarse al contenedor de basura de reciclaje clasificado.
Las anteriores son las razones de la batería hinchada y cómo lidiar con la batería hinchada correctamente en el futuro.
Causas y métodos de tratamiento de la batería hinchada de litio
Las pilas de litio se han utilizado mucho en el mercado debido a su alto ratio energético y su gran seguridad. Las baterías como las de litio no son tan seguras como las de polímero. Sin embargo, debido a su temprano desarrollo, es relativamente barata, y muchos fabricantes pueden producirla, lo que provoca desigualdades, y la seguridad de las baterías de litio a veces no está garantizada.
Además, si se utiliza de forma inadecuada o el nivel de producción es limitado, siguen existiendo ciertos riesgos para la seguridad, como por ejemplo batería hinchada. Entonces, ¿por qué se produce el fenómeno de la batería hinchada en las baterías de litio? Echemos un vistazo a las causas de una batería hinchada y algunas soluciones.
Análisis de la estructura básica de las baterías de litio
La composición principal del material de la batería de litio: material del cátodo, material del ánodo, electrolito, separador de la batería de litio (material de aislamiento).
Cátodo
Desde el punto de vista de la composición del peso de la batería, el material del cátodo ocupa una gran proporción (generalmente 70%-80%), porque el rendimiento del material del cátodo afecta directamente al rendimiento de la batería de iones de litio, y su coste también determina directamente el coste de la batería. Los materiales catódicos representan entre 30% y 40% del coste de las baterías de iones de litio, y también afectan directamente a la densidad energética y al rendimiento de las baterías de iones de litio.
Ánodo
El material del ánodo está compuesto por un material con un potencial inferior al del cátodo, y tiene una alta capacidad específica y una buena reversibilidad de carga-descarga, por lo que mantiene una buena estabilidad dimensional y mecánica durante el proceso de intercalación del litio. El material del ánodo afecta principalmente a la eficiencia y al rendimiento del ciclo de la batería de litio.
El rendimiento del material del ánodo también afecta directamente al rendimiento de la batería de litio. El material del ánodo representa alrededor del 10-20% del coste total de la batería de litio. En cuanto al tipo de materiales de ánodo, incluye ánodos basados en carbono y ánodos sin carbono.
Electrolito
El electrolito desempeña la función de transportar cargas entre el cátodo y el ánodo (similar a la onda portadora en la radio), y tiene una alta conductividad iónica. Afecta a la densidad de energía, la aplicación a amplias temperaturas, la duración del ciclo, la densidad de potencia, las prestaciones de seguridad y otros factores de las baterías de litio.
Separador de baterías de litio
En separador de baterías de litio tiene un determinado tamaño de poro y porosidad para garantizar una baja resistencia y una alta conductividad iónica. Tiene buena permeabilidad a los iones de litio, buena humectabilidad al electrolito, suficiente capacidad de absorción de líquidos e hidratación, y mantiene la conductividad iónica. Al mismo tiempo, dispone de aislamiento electrónico para garantizar el aislamiento mecánico del cátodo y el ánodo.
Además, debe tener suficientes propiedades mecánicas, como resistencia a la perforación y a la tracción, así como resistencia a la corrosión electrolítica y suficiente estabilidad electroquímica. Las baterías de potencia tienen mayores requisitos en cuanto a separadores, y suelen utilizarse separadores compuestos.
¿Por qué se hinchan las baterías de litio?
Hay tres razones principales para la batería hinchada de litio:：
En primer lugar, los problemas del proceso de producción del fabricante
Debido al gran número de fabricantes, con el fin de ahorrar costes, muchos fabricantes hacen que el entorno de producción sea duro, utilizan equipos y máquinas que serán eliminados, etc., por lo que el revestimiento de la batería es desigual, y las partículas de polvo se mezclan en el electrolito. Todo esto puede hacer que la batería de litio se hinche cuando el usuario la utilice, e incluso causar un mayor peligro.
En segundo lugar, los hábitos de uso diario del usuario
El segundo es el propio usuario. Si el usuario utiliza los productos de la batería de litio de forma inadecuada, como la sobrecarga y sobredescarga, o el uso continuo en un ambiente extremadamente duro, también puede causar que la batería de litio aparezca batería hinchada.
En tercer lugar, si no se utiliza durante mucho tiempo y se almacena de forma inadecuada.
Si cualquier producto no se utiliza durante mucho tiempo, el rendimiento original disminuirá básicamente, y la batería no se utilizará durante mucho tiempo, y entonces no se ha conservado correctamente. No se utiliza cuando se expone al aire durante mucho tiempo, y la batería está completamente cargada. Dado que el aire es conductor hasta cierto punto, si se coloca durante demasiado tiempo, equivale a un contacto directo entre el cátodo y el ánodo de la batería, y se produce un cortocircuito crónico. Una vez que se produce el cortocircuito, generará calor, y algunos electrolitos se descompondrán o incluso se gasificarán, dando lugar a una batería hinchada.
Las causas de que la batería se hinche por sobrecarga y sobredescarga son las siguientes:
Batería hinchada por sobrecarga: La sobrecarga hará que todos los átomos de litio del material del cátodo corran hacia el material del ánodo, provocando que la rejilla completa original del cátodo se deforme y colapse, lo que también es una de las principales razones de la disminución de la potencia de la batería de litio. En este proceso, los iones de litio en el ánodo son cada vez más, y la acumulación excesiva hace que los átomos de litio crezcan cristales de muñón, lo que hace que la batería de litio se abombe.
Batería hinchada por sobredescarga: Durante el primer proceso de carga y descarga de una batería líquida de iones de litio, el material del electrodo y el electrolito reaccionan en la interfaz de fase sólido-líquido para formar una capa de pasivación que cubre la superficie del material del electrodo. La película de capa de pasivación formada puede impedir eficazmente el paso de las moléculas de electrolito, pero el Li+ puede introducirse y extraerse libremente a través de la capa de pasivación, que tiene las características de un electrolito sólido. Por lo tanto, esta capa de película de pasivación se denomina interfaz de electrolito sólido, denominada SEI.
La película SEI tendrá un efecto protector sobre el material del ánodo, haciendo que la estructura del material no se colapse fácilmente, y puede aumentar la vida del ciclo del material del electrodo. La película SEI no es estática, y habrá un pequeño cambio durante el proceso de carga y descarga, principalmente porque algunas sustancias orgánicas sufrirán cambios reversibles. Después de que la batería se sobredescarga, la película SEI se daña reversiblemente, y la SEI que protege el material del ánodo se destruye, haciendo que el material del ánodo se colapse, formando así el fenómeno de batería hinchada.
Estos dos factores provocarán una reacción violenta similar a un cortocircuito en el interior de la batería durante su uso, generando una gran cantidad de calor, que a su vez hará que el electrolito se descomponga y gasifique, y se producirá una hinchazón de la batería.
¿Cómo deshacerse de forma segura de una pila hinchada?
● Utilice aproximadamente la mitad de la batería y comience a reponerla. En raras ocasiones, se realizará una descarga completa y un mantenimiento de carga completa, lo que puede reducir en gran medida la cantidad de cristalización y ralentizar significativamente el fenómeno de la batería hinchada.
● La batería de litio hinchada se puede desechar directamente, porque la capacidad de energía ya es muy pequeña, y no hay energía en absoluto después de un cortocircuito.
● Por lo general, las baterías de litio deben reciclarse profesionalmente para no contaminar. Si no hay forma de deshacerse de ellas, deben tirarse al contenedor de basura de reciclaje clasificado.
Las anteriores son las razones de la batería hinchada y cómo lidiar con la batería hinchada correctamente en el futuro.
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