Măsuri de protecție pentru bateriile cu litiu

După ce celula bateriei de litiu este supraîncărcată la o tensiune peste 4.2V, va începe să aibă efecte secundare. Cu cât tensiunea de supraîncărcare este mai mare, cu atât pericolul este mai mare. Când tensiunea celulelor de litiu este mai mare de 4,2V, numărul de atomi de litiu rămași în materialul catodului este mai mic de jumătate, iar celula de depozitare se prăbușește adesea, ceea ce face ca bateria să piardă capacitatea permanentă. Dacă încărcarea continuă, metalul ulterior de litiu se va acumula pe suprafața materialului anodului, deoarece celula anodică este deja umplută cu atomi de litiu. Acești atomi de litiu vor crește cristale dendritice de pe suprafața anodului în direcția ionilor de litiu. Aceste cristale de metal de litiu trec prin diafragmă, scurtarea electrozilor pozitivi și negativi. Uneori, bateria explodează înainte de apariția unui scurtcircuit, deoarece în timpul procesului de supraîncărcare, electrolitul și alte materiale se vor descompune pentru a produce gaz, ceea ce face ca coaja bateriei sau valva de presiune să se extindă și să se rupă, permițând oxigenul să intre și să reacționeze cu atomii de litiu acumulați pe suprafața anodului, apoi să explodeze.

Prin urmare, atunci când încărcați bateriile de litiu, limita de tensiune superioară trebuie să fie pusă în considerare durata de viață, capacitatea și siguranța bateriei în același timp. Limita superioară optimă a tensiunii de încărcare este de 4,2V. De asemenea, ar trebui să existe o limită de tensiune mai mică atunci când celula bateriei de litiu este descărcată. Când tensiunea celulară este sub 2.4V, unele materiale vor începe să fie distruse. Și pentru că bateria se va auto-descărca, cu cât este mai lungă, cu atât tensiunea este mai mică, deci este cel mai bine să nu o puneți la 2.4V înainte de a se opri la descărcare. În perioada de la 3,0V la 2,4V descărcare, energia eliberată de bateriile de litiu nu reprezintă decât aproximativ 3% din capacitatea bateriei. Prin urmare, 3.0V este o tensiune ideală de reducere a descărcării. La încărcare și descărcare, pe lângă limita de tensiune, este necesară și limita curentă. Când curentul este prea mare, ionii de litiu nu au timp să intre în celula de depozitare și se vor acumula pe suprafața materialului.

După acești ioni de litiu câștigă electroni, produc cristale de atom de litiu pe suprafața materialului, care este la fel de periculos ca supraîncărcarea. În cazul în care carcasa bateriei se fisură, va exploda. Prin urmare, protecția bateriilor cu ioni de litiu ar trebui să includă: limita superioară a tensiunii de încărcare, limita inferioară a tensiunii de descărcare și limita superioară a curentului. În general, în pachetul de baterii cu litiu, pe lângă celula bateriei de litiu, va exista o placă de protecție, care oferă în principal aceste trei protecții. Cu toate acestea, aceste trei protecții ale plăcii de protecție nu sunt, evident, suficiente, iar exploziile de baterii de litiu sunt încă frecvente în întreaga lume. Pentru a asigura siguranța sistemului de baterii, trebuie efectuată o analiză mai atentă a cauzei exploziei bateriei.