리튬 부풀어 오르는 배터리의 원인과 치료 방법

리튬 배터리는 높은 에너지 비율과 높은 안전성으로 인해 시장에서 널리 사용되어 왔습니다. 리튬 배터리와 같은 배터리는 폴리머 배터리만큼 안전하지 않습니다. 그러나 초기 개발로 인해 상대적으로 저렴하고 많은 제조업체에서 생산할 수 있기 때문에 불균일성이 발생하고 리튬 배터리의 안전성이 보장되지 않는 경우가 있습니다.

또한 부적절하게 사용하거나 생산 수준이 제한되어 있으면 다음과 같은 특정 안전 위험이 여전히 존재합니다. 부풀어 오른 배터리. 그렇다면 리튬 배터리가 부풀어 오르는 현상은 왜 발생할까요? 배터리가 부풀어 오르는 원인과 몇 가지 해결 방법을 살펴보세요.

리튬 배터리 팩의 기본 구조 분석

리튬 배터리 팩의 주요 재료 구성: 양극 재료, 음극 재료, 전해질, 리튬 배터리 분리막(절연 재료).

음극

배터리 무게 구성의 관점에서 보면 음극 소재 는 양극재의 성능이 리튬 이온 배터리의 성능에 직접적인 영향을 미치고 그 비용도 배터리 비용을 직접 결정하기 때문에 큰 비중(일반적으로 70%-80%)을 차지합니다. 양극재는 리튬 이온 배터리 비용의 30%~40%를 차지하며, 리튬 이온 배터리 팩의 에너지 밀도와 성능에도 직접적인 영향을 미칩니다.

양극

음극 재료는 음극보다 전위가 낮은 재료로 구성되며 비용량이 높고 충방전 가역성이 우수하여 리튬 인터칼레이션 공정에서 우수한 치수 및 기계적 안정성을 유지합니다. 양극 소재는 주로 리튬 배터리 팩의 효율과 사이클 성능에 영향을 미칩니다.

음극재의 성능은 리튬 배터리의 성능에도 직접적인 영향을 미칩니다. 음극재는 리튬 배터리 총 비용의 약 10~20%를 차지합니다. 양극 소재의 종류에는 탄소 기반 양극과 비탄소 양극이 있습니다.

전해질

전해질은 음극과 양극 사이에서 전하를 운반하는 역할을 하며(라디오의 반송파와 유사) 이온 전도도가 높습니다. 이는 리튬 배터리 팩의 에너지 밀도, 넓은 온도 적용 범위, 사이클 수명, 전력 밀도, 안전 성능 및 기타 요소에 영향을 미칩니다.

리튬 배터리 분리기

그리고 리튬 배터리 분리기 은 일정한 기공 크기와 다공성을 가지고 있어 낮은 저항과 높은 이온 전도도를 보장합니다. 리튬 이온에 대한 투과성이 우수하고 전해질에 대한 습윤성이 우수하며 충분한 액체 흡수 및 보습 능력을 가지고 있으며 이온 전도성을 유지합니다. 동시에 음극과 양극의 기계적 절연을 보장하는 전자 절연 기능이 있습니다.

또한 펑크 강도 및 인장 강도와 같은 기계적 특성뿐만 아니라 전해질 내식성 및 충분한 전기 화학적 안정성을 가져야 합니다. 파워 배터리는 분리막에 대한 요구 사항이 더 높으며 일반적으로 복합 분리막이 사용됩니다.

리튬 배터리 팩에 배터리가 부풀어 오르는 이유는 무엇인가요?

리튬 배터리가 부풀어 오르는 이유는 크게 세 가지입니다.

첫째, 제조업체의 생산 공정 문제

제조업체가 많기 때문에 비용을 절감하기 위해 많은 제조업체가 생산 환경을 열악하게 만들고 제거 할 장비와 기계 등을 사용하여 배터리 코팅이 고르지 않고 전해질에 먼지 입자가 섞여 있습니다. 이 모든 것이 사용자가 리튬 배터리 팩을 사용할 때 배터리가 부풀어 오르고 더 큰 위험을 초래할 수 있습니다.

둘째, 사용자의 일상적인 사용 습관

두 번째는 사용자 자신입니다. 사용자가 리튬 배터리 제품을 과충전 및 과방전하거나 극도로 열악한 환경에서 계속 사용하는 등 부적절하게 사용하는 경우 리튬 배터리가 부풀어 오르는 배터리로 보일 수도 있습니다.

셋째, 장기간 사용하지 않고 부적절하게 보관한 경우

제품을 장시간 사용하지 않으면 기본적으로 원래 성능이 저하되고 배터리를 장시간 사용하지 않으면 제대로 보존되지 않습니다. 장시간 공기에 노출되어 배터리가 완전히 충전 된 상태에서는 사용하지 않습니다. 공기는 어느 정도 전도성이 있기 때문에 너무 오래두면 배터리의 음극과 양극이 직접 접촉하는 것과 같으며 만성 단락이 발생합니다. 단락이 발생하면 열이 발생하고 일부 전해질이 분해되거나 심지어 가스화되어 배터리가 부풀어 오르게됩니다.

과충전 및 과방전으로 인해 배터리가 부풀어 오르는 이유는 다음과 같습니다:

과충전으로 인한 배터리 부풀어 오름: 과충전하면 음극 재료의 모든 리튬 원자가 양극 재료로 흘러 들어가 음극의 원래 전체 그리드가 변형되고 붕괴되어 리튬 배터리의 전력이 저하되는 주요 원인이기도합니다. 이 과정에서 양극의 리튬 이온이 점점 더 많이 축적되고 과도한 축적으로 인해 리튬 원자가 그루터기 결정을 성장시켜 리튬 배터리가 부풀어 오르게됩니다.

과방전으로 인해 배터리가 부풀어 올랐습니다: 액체 리튬 이온 배터리의 첫 번째 충전 및 방전 과정에서 전극 재료와 전해질은 고액상 계면에서 반응하여 전극 재료의 표면을 덮는 패시베이션 층을 형성합니다. 형성된 패시베이션 층 막은 전해질 분자의 통과를 효과적으로 막을 수 있지만 고체 전해질의 특성을 갖는 패시베이션 층을 통해 Li +를 자유롭게 삽입 및 추출 할 수 있습니다. 따라서 이 패시베이션 필름 층을 고체 전해질 인터페이스(SEI)라고 합니다.

SEI 필름은 양극 재료에 보호 효과가있어 재료 구조가 쉽게 붕괴되지 않고 전극 재료의 사이클 수명을 늘릴 수 있습니다. SEI 필름은 정적이 아니며 주로 일부 유기 물질이 가역적 인 변화를 겪기 때문에 충전 및 방전 과정에서 약간의 변화가있을 것입니다. 배터리가 과방 전되면 SEI 필름이 가역적으로 손상되고 양극 재료를 보호하는 SEI가 파괴되어 양극 재료가 붕괴되어 배터리 부풀어 오르는 현상이 발생합니다.

이 두 가지 요인은 배터리 사용 중 배터리 내부의 단락과 유사한 격렬한 반응을 일으켜 많은 양의 열을 발생시켜 전해질이 분해되고 가스화되어 배터리가 부풀어 오르게됩니다.

부풀어 오른 배터리를 안전하게 폐기하는 방법은 무엇인가요?

배터리의 약 절반을 사용하고 배터리 보충을 시작하세요. 드물게 완전 방전 및 완전 충전 유지 보수가 수행되어 결정화 양을 크게 줄이고 배터리 부풀어 오르는 현상을 현저히 늦출 수 있습니다.
리튬 부풀어 오른 배터리는 이미 전력 용량이 매우 작고 단락 후 전력이 전혀 없기 때문에 바로 폐기할 수 있습니다.
리튬 배터리 팩은 일반적으로 환경 오염을 일으키지 않도록 전문적으로 재활용해야 합니다. 폐기할 방법이 없는 경우 분류된 재활용 쓰레기통에 버려야 합니다.

위는 배터리가 부풀어 오르는 이유와 향후 배터리가 부풀어 오르는 것을 올바르게 처리하는 방법입니다.