Lithiumbatterisikkerhed: De kritiske farer ved overladning og dybdeudladning

I det moderne liv bliver lithiumbatterier bredt anvendt inden for mange områder såsom mobiltelefoner, bærbare computere og elbiler. Med fordele som høj energitæthed og lang cykluslevetid er det blevet den foretrukne strømkilde til mange elektroniske produkter. Overladning og overdreven afladning kan dog have alvorlig indvirkning på sikkerheden af lithiumbatterier og kan endda forårsage sikkerhedsuheld, som kan true vores liv og ejendom. Hvad er farerne ved overladning og overdreven afladning?

Overpåsætning betegner opladning af en lithium-batteri i for lang tid, ud over dets normale opladningskapacitet. Under normal opladning er den elektrokemiske reaktion inde i batteriet kontrollerbar, men overpåsætnings-tilstanden vil bryde denne balance. Når overpåsætningen skrider frem, bliver koncentrationen af lithiumioner på den negative elektrodes overflade for høj, og de begynder at aflejre og danne lithium-dendritter. Disse lithium-dendritter er som skarpe knive, der vilkårligt skærer igennem batteriets indre. Når de først punkterer separatorlaget, forårsager det kortslutning inde i batteriet. I øjeblikket af kortslutningen genereres der en stor mængde varme, og batteritemperaturen stiger kraftigt, hvilket kan føre til brand eller endda eksplosion. Desuden vil overpåsætning føre til, at elektrolytten nedbrydes, frigiver gas og øger trykket inde i batteriet. Når trykket overskrider grænserne for batteriets kappe, vil batteriet svulme op eller endda revne, og skadelige stoffer vil lække ud, forurene miljøet og bringe menneskers sundhed i fare.

Overudladning bør heller ikke undervurderes. Når en lithiumbatteri overudlades, og udladnings slutspænding er lavere end den angivne minimumsspænding, falder den negative elektrodes overfladepotentiale kraftigt og udløser en række uønskede reaktioner. Den organiske opløsningsmiddel inde i batteriet begynder at nedbrydes og skaber irreversible kemiske ændringer, hvilket fører til et fald i batteriets ydelse, kapacitetsnedgang, øget indre modstand og andre problemer. Desuden bliver separatorfilmen også skadet, hvilket øger risikoen for kortslutning internt i batteriet. I lavtemperaturmiljøer kan overudladning også få elektrolytten til at fryse, hvilket yderligere hæmmer ionetransmissionen og nemt kan føre til lokal overophedning under efterfølgende opladning og dermed udgøre en trussel mod batterisikkerheden.

Det sikre brug af lithiumbatterier vedrører alle aspekter af vores liv. For at undgå de alvorlige konsekvenser ved overladning og overdreven afladning skal vi tage effektive forholdsregler. I hverdagen skal du undgå langvarig kontinuerlig opladning, når du oplader enheden. Det er bedst at bruge den originale eller almindelige fabrikants oplader. Disse opladere er som udgangspunkt udstyret med beskyttelsesanordninger mod overladning, som automatisk kan standse opladningen, når batteriet er fuldt opladet. For enheder med udskiftelige batterier skal du oplade batteriet til tiden, når batterikapaciteten er på 20-30 % tilbage, for at undgå overdreven afladning af batteriet. Undersøg samtidig batteriets tilstand jævnligt. Hvis der opdages unormale forhold såsom opblæst batteri eller lækage, skal du straks standse brugen og udskifte batteriet. For store udstyr såsom elbiler er systemet til batteristyring (BMS) afgørende. Det kan overvåge batterispænding, strøm, temperatur og andre parametre i realtid, nøjagtigt kontrollere opladnings- og afladningsprocessen, forhindre overladning og overdreven afladning og sikre batteriets sikre og stabile drift.

Kort fortalt kan effekterne af overladning og dybdeurladning på sikkerheden af lithiumbatterier ikke ignoreres. At forstå disse farer og bruge lithiumbatterier korrekt i hverdagen er vigtige foranstaltninger for at sikre vores sikkerhed. Lad os starte her og nu, værdsætte batterier, undgå overladning og dybdeurladning, og fælles skabe et sikkert strømmiljø .