Vzroki za eksplozijo litijeve baterije
Ker je področje uporabe litijevih baterij vedno širše, se občasno pojavijo eksplozije litijevih baterij. Za zagotovitev varnosti akumulatorskega sistema je treba natančneje analizirati razloge za eksplozijo baterije. Razlogi za eksplozijo litijevih baterij so verjetno naslednji:
1. Polovi notranje litijeve baterije so močno polarizirani, kar povzroči, da notranji kratek stik litijeve baterije povzroči eksplozijo;
2. Polni del litijeve baterije absorbira vodo in reagira z elektrolitom. Plinski boben povzroči notranji kratek stik litijeve baterije in povzroči eksplozijo;
3. Kakovost in zmogljivost samega elektrolita povzročita, da notranji kratek stik litijeve baterije povzroči eksplozijo;
4. količina vbrizgane tekočine ne more ustrezati tehnološkim zahtevam pri vbrizgavanju tekočine;
5. V postopku montaže ima lasersko varjenje slabo tesnjenje in puščanje zraka pri merjenju puščanja zraka;
6. Prah in prah iz polov bo verjetno najprej povzročila mikro kratke stike;
7. Pozitivne in negativne plošče so debelejše od območja procesa, zaradi česar je težko vstopiti v lupino;
8. Problem tesnjenja z vbrizgavanjem tekočine, slaba tesnilna zmogljivost jeklene krogle vodi do izpiranja zraka;
9. Stena lupine je predebela v vhodnem materialu lupine, deformacija lupine pa vpliva na debelino;
10. Eksplozija zaradi zunanjega kratkega stika;
11. Previsoka temperatura zunanjega okolja je tudi glavni vzrok eksplozije.
Eksplozijski tip litijeve baterije
Analiza vrste eksplozije Vrste eksplozije baterijske celice lahko povzamemo v tri vrste: zunanji kratek stik, notranji kratek stik in prenapolnjenost. Zunanjost se tukaj nanaša na zunanjost baterijske celice, vključno s kratkimi stiki, ki jih povzroča slaba notranja izolacijska zasnova baterijskega paketa. Ko pride do kratkega stika na zunanji strani celice in elektronske komponente ne uspejo prekiniti tokokroga, bo v celici nastala visoka toplota, kar bo povzročilo, da del elektrolita izhlapi in razširi lupino baterije. Ko notranja temperatura baterije doseže 135 stopinj Celzija, bo kakovosten membranski papir zaprl pore, elektrokemična reakcija se bo končala ali skoraj končala, tok bo močno padel, temperatura pa bo počasi padala, s čimer se bo izognila eksploziji. Vendar pa je stopnja zapiranja por prenizka ali pa pore sploh niso zaprte, temperatura baterije se bo še naprej povečevala, več elektrolita bo izhlapelo in končno se bo lupina baterije zlomila, temperatura baterije pa se bo celo povečala. Material gori in eksplodira. Notranji kratek stik v glavnem povzročajo brazgotine bakrene folije in aluminijaste folije, ki prebijajo membrano, ali dendritični kristali litijevih atomov, ki prebijajo diafragmo.
Te drobne igličaste kovine lahko povzročijo mikro kratke stike. Ker je igla zelo tanka in ima določeno vrednost upora, tok ni nujno velik. Neravnine iz bakrene in aluminijaste folije nastanejo zaradi proizvodnega procesa. Opazen pojav je, da baterija prehitro pušča, večino tega lahko pregleda tovarna baterijskih celic ali tovarna za montažo. Poleg tega se zaradi majhnih zarez včasih zažgejo, kar povzroči, da se baterija vrne v normalno stanje. Zato verjetnost eksplozije zaradi mikrokratkega stika z zadrgo ni velika. To trditev je razvidno iz dejstva, da so v različnih tovarnah baterijskih celic kmalu po polnjenju slabe baterije z nizko napetostjo, vendar je malo eksplozij, kar potrjuje statistika. Zato je eksplozija zaradi notranjega kratkega stika v glavnem posledica prenapolnjenosti.
Ker so po prekomernem polnjenju povsod na drogu igličasti litijevi kovinski kristali, povsod so mesta prebadanja in povsod se pojavljajo mikrokratki stiki. Zato se bo temperatura baterije postopoma povečevala in končno bo visoka temperatura povzročila, da se elektrolit plini. V tem primeru, ne glede na to, ali je temperatura previsoka, da bi povzročila zgorevanje in eksplozijo materiala, ali pa se lupina najprej zlomi, zaradi česar zrak vstopi in oksidira kovino litija, gre za eksplozijo. Vendar ni nujno, da se eksplozija zaradi notranjega kratkega stika zaradi prenapolnjenosti zgodi v času polnjenja. Možno je, da ko temperatura baterije ni dovolj visoka, da bi zgorela material, in nastali plin ne zadostuje za zlom ohišja baterije, bo potrošnik prenehal polniti in mobilni telefon vzel ven. V tem času toplota, ki jo povzročajo številni mikrokratki stiki, počasi dvigne temperaturo baterije in ta po določenem času eksplodira. Pogost opis potrošnikov je, da ko dvignejo telefon, ugotovijo, da je telefon zelo vroč in eksplodira, ko ga vržejo stran.
Na podlagi zgornjih vrst eksplozij se lahko osredotočimo na tri vidike protieksplozijske zaščite: preprečevanje prenapolnjenosti, preprečevanje zunanjih kratkih stikov in izboljšanje varnosti celice. Med njimi je preprečevanje prenapolnjenosti in zunanje preprečevanje kratkega stika med elektronsko zaščito, ki je v večji povezavi z zasnovo baterijskega sistema in sestavo akumulatorja. Poudarek izboljšanja varnosti baterijskih celic je kemična in mehanska zaščita, ki ima večji odnos s proizvajalci baterijskih celic.
