Lityum şişmiş bataryanın nedenleri ve tedavi yöntemleri

Lityum piller, yüksek enerji oranları ve yüksek güvenlikleri nedeniyle piyasada yaygın olarak kullanılmaktadır. Lityum piller gibi piller polimer piller kadar güvenli değildir. Bununla birlikte, erken gelişimi nedeniyle nispeten ucuzdur ve birçok üretici bunu üretebilir, bu da düzensizliğe yol açar ve lityum pillerin güvenliği bazen garanti edilmez.

Buna ek olarak, yanlış kullanılması veya üretim seviyesinin sınırlı olması durumunda, aşağıdakiler gibi bazı güvenlik tehlikeleri hala mevcuttur şişmiş batarya. Peki lityum piller neden şişmiş pil fenomenine sahiptir? Şimdi şişmiş pilin nedenlerine ve bazı çözümlere bir göz atalım.

Lityum pil paketlerinin temel yapısının analizi

Lityum pil paketinin ana malzeme bileşimi: katot malzemesi, anot malzemesi, elektrolit, lityum pil ayırıcı (izolasyon malzemesi).

Katot

Batarya ağırlığı bileşimi açısından bakıldığında katot malzemesi Katot malzemesinin performansı lityum iyon pilin performansını doğrudan etkilediğinden ve maliyeti de pilin maliyetini doğrudan belirlediğinden, büyük bir oranını (genellikle 70%-80%) kaplar. Katot malzemeleri lityum-iyon pillerin maliyetinin 30% ila 40%'sini oluşturur ve ayrıca lityum-iyon pil paketlerinin enerji yoğunluğunu ve performansını doğrudan etkiler.

Anot

Anot malzemesi, katottan daha düşük potansiyele sahip bir malzemeden oluşur ve yüksek bir özgül kapasiteye ve iyi bir şarj-deşarj tersinirliğine sahiptir, böylece lityum interkalasyon işlemi sırasında iyi bir boyutsal ve mekanik stabilite sağlar. Anot malzemesi esas olarak lityum pil paketinin verimliliğini ve döngü performansını etkiler.

Anot malzemesinin performansı da lityum pilin performansını doğrudan etkiler. Anot malzemesi, lityum pilin toplam maliyetinin yaklaşık 10-20%'sini oluşturmaktadır. Anot malzemelerinin türü açısından, karbon bazlı anotlar ve karbon olmayan anotları içerir.

Elektrolit

Elektrolit, yüklerin katot ve anot arasında taşınmasında rol oynar (radyodaki taşıyıcı dalgaya benzer şekilde) ve yüksek iyonik iletkenliğe sahiptir. Lityum pil paketlerinin enerji yoğunluğunu, geniş sıcaklık uygulamasını, çevrim ömrünü, güç yoğunluğunu, güvenlik performansını ve diğer faktörleri etkiler.

Lityum pil separatörü

Bu lityum pil ayırıcı düşük direnç ve yüksek iyonik iletkenlik sağlamak için belirli bir gözenek boyutuna ve gözenekliliğe sahiptir. Lityum iyonlarına karşı iyi geçirgenliğe, elektrolite karşı iyi ıslanabilirliğe, yeterli sıvı emme ve nemlendirme kabiliyetine sahiptir ve iyon iletkenliğini korur. Aynı zamanda, katot ve anotun mekanik izolasyonunu sağlamak için elektronik yalıtıma sahiptir.

Ayrıca, delinme mukavemeti ve gerilme mukavemeti gibi yeterli mekanik özelliklere, elektrolit korozyon direncine ve yeterli elektrokimyasal stabiliteye sahip olmalıdır. Güç bataryalarının ayırıcılar için daha yüksek gereksinimleri vardır ve genellikle kompozit ayırıcılar kullanılır.

Lityum pil paketleri neden şişmiş pillere sahiptir?

Lityum şişmiş pilin üç ana nedeni vardır: ：

İlk olarak, üreticinin üretim süreci sorunları

Çok sayıda üretici olması nedeniyle, maliyetlerden tasarruf etmek için, birçok üretici üretim ortamını sertleştirir, ortadan kaldırılacak ekipman ve makineleri kullanır, vb. böylece pilin kaplaması düzensiz olur ve elektrolite toz parçacıkları karışır. Tüm bunlar, kullanıcı kullandığında lityum pil paketinin şişmesine ve hatta daha büyük tehlikelere neden olabilir.

İkinci olarak, kullanıcının günlük kullanım alışkanlıkları

İkincisi ise kullanıcının kendisidir. Kullanıcının lityum pil ürünlerini aşırı şarj ve aşırı deşarj gibi uygunsuz şekilde kullanması veya aşırı sert bir ortamda sürekli kullanması da lityum pilin şişmiş pil gibi görünmesine neden olabilir.

Üçüncüsü, uzun süre kullanılmazsa ve uygun olmayan şekilde saklanırsa

Herhangi bir ürün uzun süre kullanılmazsa, orijinal performans temelde azalacak ve pil uzun süre kullanılmayacak ve daha sonra uygun şekilde korunmayacaktır. Uzun süre havaya maruz kaldığında kullanılmaz ve batarya tam olarak şarj edilir. Hava belli bir dereceye kadar iletken olduğundan, çok uzun süre yerleştirilirse, pilin katot ve anotu arasında doğrudan temasa eşdeğerdir ve kronik bir kısa devre oluşur. Kısa devre oluştuğunda, ısı üretecek ve bazı elektrolitler ayrışacak ve hatta gazlaşarak şişmiş bir aküyle sonuçlanacaktır.

Aşırı şarj ve aşırı deşarjın neden olduğu şişmiş akünün nedenleri aşağıdaki gibidir:

Aşırı şarj nedeniyle şişmiş akü: Aşırı şarj, katot malzemesindeki tüm lityum atomlarının anot malzemesine akmasına neden olarak katodun orijinal tam ızgarasının deforme olmasına ve çökmesine neden olur, bu da lityum pilin gücündeki düşüşün ana nedenidir. Bu süreçte, anottaki lityum iyonları gittikçe artar ve aşırı birikim, lityum atomlarının güdük kristalleri büyütmesine neden olur, bu da lityum pilin şişmesine neden olur.

Aşırı deşarj nedeniyle şişmiş akü: Bir sıvı lityum-iyon pilin ilk şarj ve deşarj işlemi sırasında, elektrot malzemesi ve elektrolit, elektrot malzemesinin yüzeyini kaplayan bir pasivasyon tabakası oluşturmak için katı-sıvı faz arayüzünde reaksiyona girer. Oluşan pasivasyon tabakası filmi elektrolit moleküllerinin geçişini etkili bir şekilde önleyebilir, ancak Li+ katı bir elektrolitin özelliklerine sahip olan pasivasyon tabakasından serbestçe sokulabilir ve çıkarılabilir. Bu nedenle, bu pasivasyon filmi tabakasına SEI olarak adlandırılan katı elektrolit arayüzü denir.

SEI filmi, anot malzemesi üzerinde koruyucu bir etkiye sahip olacak, malzeme yapısının çökmesini kolaylaştırmayacak ve elektrot malzemesinin çevrim ömrünü artırabilecektir. SEI filmi statik değildir ve şarj ve deşarj işlemi sırasında küçük bir değişiklik olacaktır, çünkü bazı organik maddeler tersine çevrilebilir değişikliklere uğrayacaktır. Batarya aşırı deşarj edildikten sonra, SEI filmi tersine çevrilebilir şekilde hasar görür ve anot malzemesini koruyan SEI yok edilerek anot malzemesinin çökmesine neden olur ve böylece şişmiş batarya fenomeni oluşur.

Bu iki faktör, akünün kullanımı sırasında akü içinde kısa devreye benzer şiddetli bir reaksiyona yol açacak, büyük miktarda ısı üretecek ve bu da elektrolitin ayrışmasına ve gazlaşmasına neden olacak ve şişmiş bir akü meydana gelecektir.

Şişmiş batarya nasıl güvenli bir şekilde imha edilir?

Akünün yaklaşık yarısını kullanın ve aküyü yenilemeye başlayın. Nadir durumlarda, kristalleşme miktarını büyük ölçüde azaltabilen ve şişmiş akü olgusunu önemli ölçüde yavaşlatabilen tam deşarj ve tam şarj bakımı yapılacaktır.
Lityum şişmiş pil doğrudan atılabilir, çünkü güç kapasitesi zaten çok küçüktür ve kısa devreden sonra hiç güç kalmaz.
Lityum pil paketlerinin kirliliğe neden olmaması için genellikle profesyonel olarak geri dönüştürülmesi gerekir. Bunları atmanın bir yolu yoksa, sınıflandırılmış geri dönüşüm çöp kutusuna atılmalıdır.

Yukarıda şişmiş akünün nedenleri ve gelecekte şişmiş akü ile doğru şekilde nasıl başa çıkılacağı anlatılmaktadır.