كيفية تحسين سلامة بطاريات الليثيوم

وتتمثل ميزة مركبات الطاقة الجديدة في أنها منخفضة الكربون وصديقة للبيئة أكثر من المركبات التي تعمل بالبنزين. تستخدم وقود المركبات غير التقليدي كمصدر للطاقة، مثل بطاريات الليثيوم ووقود الهيدروجين وما إلى ذلك. كما أن تطبيق بطارية الليثيوم أيون واسع جدًا، إلى جانب مركبات الطاقة الجديدة والهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر اللوحية والطاقة المتنقلة والدراجات الكهربائية ، الأدوات الكهربائية، الخ.

ومع ذلك، لا ينبغي التقليل من سلامة بطاريات الليثيوم أيون. يُظهر عدد من الحوادث أنه عندما يتم شحن الأشخاص بشكل غير صحيح، أو تكون درجة الحرارة المحيطة مرتفعة جدًا، فمن السهل جدًا تشغيل بطارية ليثيوم أيون الاحتراق التلقائي والانفجار، والذي أصبح أكبر نقطة ألم في تطوير بطاريات الليثيوم أيون.

ورغم أن خصائص بطارية الليثيوم نفسها تحدد مصيرها "القابل للاشتعال والانفجار"، إلا أنه ليس من المستحيل تماما تقليل المخاطر والسلامة. مع التقدم المستمر لتكنولوجيا البطاريات، سواء شركات الهاتف الخليوي أو شركات مركبات الطاقة الجديدة، من خلال نظام معقول لإدارة البطارية ونظام الإدارة الحرارية، ستكون البطارية قادرة على ضمان السلامة، ولن تنفجر أو ظاهرة الاحتراق التلقائي.

1. تحسين سلامة المنحل بالكهرباء

هناك تفاعل عالي بين الإلكتروليت والأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة، خاصة عند درجات الحرارة المرتفعة. لتحسين سلامة البطاريات، يعد تحسين سلامة المنحل بالكهرباء أحد أكثر الطرق فعالية. من خلال إضافة إضافات وظيفية، واستخدام أملاح الليثيوم الجديدة واستخدام المذيبات الجديدة، يمكن حل مخاطر سلامة المنحل بالكهرباء بشكل فعال.

وفقًا للوظائف المختلفة للمواد المضافة، يمكن تقسيمها إلى الفئات التالية: إضافات حماية السلامة، إضافات تشكيل الفيلم، إضافات حماية الكاثود، إضافات تثبيت ملح الليثيوم، إضافات تعزيز ترسيب الليثيوم، إضافات مضادة للتآكل لسوائل التجميع، إضافات محسنة للبلل. ، إلخ.

2. تحسين سلامة المواد الكهربائية

تعتبر فوسفات حديد الليثيوم والمركبات الثلاثية من مواد الكاثود منخفضة التكلفة "الآمنة الممتازة" والتي لديها القدرة على استخدامها بشكل شائع في صناعة السيارات الكهربائية. بالنسبة لمواد الكاثود، فإن الطريقة الشائعة لتحسين سلامتها هي تعديل الطلاء، مثل أكاسيد المعادن على سطح مادة الكاثود، ويمكن أن تمنع الاتصال المباشر بين مادة الكاثود والكهارل، وتمنع تغيير مرحلة مادة الكاثود، وتحسن هيكلها. الاستقرار، والحد من اضطراب الكاتيونات في شعرية، وذلك للحد من إنتاج الحرارة رد الفعل الجانبي.

مادة القطب السالب، نظرًا لأن سطحها غالبًا ما يكون جزءًا من بطارية الليثيوم أيون الأكثر عرضة للتحلل الكيميائي الحراري والطاردة للحرارة، فإن تحسين الاستقرار الحراري لفيلم SEI هو وسيلة رئيسية لتحسين سلامة مادة القطب السالب. يمكن تحسين الثبات الحراري لمواد الأنود عن طريق الأكسدة الضعيفة، أو ترسيب المعادن وأكسيد المعادن، أو تكسية البوليمر أو الكربون.

3. تحسين تصميم حماية السلامة للبطارية

بالإضافة إلى تحسين سلامة مواد البطارية، يتم استخدام العديد من تدابير حماية السلامة في بطاريات الليثيوم أيون التجارية، مثل ضبط صمامات أمان البطارية، والصمامات القابلة للذوبان حرارياً، وتوصيل المكونات ذات معاملات درجة الحرارة الإيجابية على التوالي، واستخدام أغشية محكمة الغلق حرارياً، وتحميل حماية خاصة تعتبر الدوائر وأنظمة إدارة البطارية المخصصة أيضًا وسيلة لتعزيز السلامة.

وقت النشر: 14 فبراير 2023