Litij-ionske baterije so nagnjene k sprožitvi nevarnih stranskih reakcij v bateriji pri prekomernem polnjenju, hitrem polnjenju/praznjenju, kratkem stiku, mehanski zlorabi in visokotemperaturnem toplotnem šoku, ki zlahka proizvedejo veliko toplote in uničijo negativne in pozitivne površine baterije. pasivacijski film.
Ko se temperatura baterije dvigne na 130 °C, se film SEI na negativni površini razgradi, kar povzroči močno redoks reakcijo, ko je zelo aktivna litijeva ogljikova anoda izpostavljena elektrolitu. Ko se notranja lokalna temperatura baterije dvigne nad 200°C, pasivacijski film na površini pozitivne elektrode razgradi pozitivno elektrodo, ki povzroči obarjanje kisika in nadaljuje burno reagiranje z elektrolitom, pri čemer nastane veliko toplote in ustvarja visok notranji tlak. Ko temperatura baterije preseže 240˚ƒ, bo prišlo do burne eksotermne reakcije tudi med litijevo ogljikovo anodo in vezivom.
Kako oceniti varnost litijevih baterij
Eden od načinov je uporaba ustreznih instrumentov. Kalorimeter ocenjevalnega instrumenta je najpomembnejši instrument v raziskavah varnosti litijevih baterij. Najpogosteje uporabljen kalorimeter je pospešeni kalorimeter (ARC). ARC je nov tip instrumenta za termično analizo, ki ga priporočajo Združeni narodi za oceno nevarnih materialov, ki zagotavlja podatke o času, temperaturi in tlaku za kemične reakcije v adiabatskih pogojih. Zasnova ARC, ki temelji na adiabatskem principu, se lahko uporablja za natančno merjenje začetne temperature razgradnje vzorca ter temperature in tlaka skozi čas med adiabatskim procesom z uporabo velike teže vzorca, visoke občutljivosti in spremembe termične razgradnje. krivulja, zlasti za potovanje v skeniranje kalorimetrije in ne more dati material diferencialne termične analize in druge metode toplotne razgradnje tlak počasi spreminja proces.
Metoda ocenjevanja varnosti ARC
ARC zagotavlja skoraj adiabatsko okolje z natančnim sledenjem temperature, pri čemer se izogiba izmenjavi toplote med vzorcem in okoljem, predvsem za testiranje in analizo eksotermnega obnašanja preskušanega vzorca. Poleg testiranja toplotnega pobega se ARC lahko uporablja v kombinaciji z enosmernimi viri konstantnega toka in opremo za polnjenje/praznjenje za testiranje specifične toplotne kapacitete baterije in adiabatnega dviga temperature med polnjenjem/praznjenjem. Temperatura litijeve baterije pomembno vpliva na varnost baterije. Pomembno je, da temperatura močno vpliva na notranjo kemijo litij-ionskih baterij. Previsoka temperatura lahko celo poškoduje življenjsko dobo litij-ionskih baterij in v hudih primerih lahko povzroči varnostne težave z litij-ionskimi baterijami.
