Sigurnost litijevih baterija: Kritične opasnosti prekomjernog punjenja i pražnjenja

U modernom životu litijeve baterije široko se koriste u mnogim područjima poput mobitela, laptopova i električnih vozila. Zahvaljujući svojim prednostima poput visoke gustoće energije i dugog vijeka trajanja ciklusa, postale su primarni izvor energije za mnoge elektroničke uređaje. Međutim, prekomjerno punjenje i duboko pražnjenje izuzetno utječu na sigurnost litijevih baterija i čak mogu izazvati sigurnosne probleme te ugroziti naš život i imovinu. Dakle, koje su opasnosti vezane uz prekomjerno punjenje i duboko pražnjenje?

Prekomjerno punjenje odnosi se na predugo punjenje litijum-baterije, pri čemu se premašuje njen normalan kapacitet punjenja. Tokom normalnog punjenja, elektrohemijska reakcija unutar baterije je kontrolabilna, ali stanje prekomjernog punjenja poremetiće ovu ravnotežu. Kako se prekomjerno punjenje nastavi, koncentracija litijumovih jona na površini negativne elektrode postaje previsoka i počinje se taložiti, formirajući litijumske dendrite. Ovi litijumski dendriti su poput oštrih noževa koji nasumično seku unutrašnjost baterije. Kada probuši separator, doći će do kratkog spoja unutar baterije. U trenutku kratkog spoja, generiše se velika količina toplote, temperatura baterije naglo poraste, što može izazvati zapaljenje ili čak eksploziju. Osim toga, prekomjerno punjenje uzrokuje razgradnju elektrolita, proizvodnju gasa i povećanje pritiska unutar baterije. Kada pritisak premaši granicu koju kućište baterije može da izdrži, baterija se može izbočiti ili čak puknuti, pri čemu štetne materije izlaze napolje, zagađuju okolinu i ugrožavaju ljudsko zdravlje.

Prekomjerno pražnjenje također ne smije se podcjenjivati. Kada se litijeva baterija prekomjerno isprazni i napon završetka pražnjenja padne ispod navedenog minimalnog napona, potencijal negativne elektrode naglo se smanji, pokrećući niz nepovoljnih reakcija. Organski otapalo unutar baterije počinje razlagati se, uzrokujući ireverzibilne kemijske promjene koje dovode do smanjenja učinka baterije, smanjenja kapaciteta, povećanja unutarnjeg otpora i druge probleme. Osim toga, dijafragma također može biti oštećena, što povećava rizik od unutarnjih kratkih spojeva. U niskim temperaturama, prekomjerno pražnjenje također može uzrokovati smrzavanje elektrolita, dodatno otežavajući prijenos iona, a lako može dovesti do lokalnog pregrijavanja tijekom naknadnog punjenja, što ugrožava sigurnost baterije.

Sigurna uporaba litijevih baterija povezana je sa svim aspektima našeg života. Kako bi se izbjegle ozbiljne posljedice prekomjernog punjenja i pražnjenja, moramo poduzeti učinkovite mjere. U svakodnevnom životu, kada punite uređaj, treba izbjegavati dugotrajno neprekidno punjenje. Najbolje je koristiti originalni ili punjač redovnog proizvođača. Ovakvi punjači obično su opremljeni uređajima za zaštitu od prekomjernog punjenja, koji mogu automatski zaustaviti punjenje nakon što se baterija napuni. Za uređaje s zamjenjivim baterijama, pravodobno punite bateriju kada joj ostane 20% - 30% energije, kako bi se izbjeglo prekomjerno pražnjenje. Uz to, redovito provjeravajte stanje baterije. Ako primijetite abnormalne uvjete poput nabubrenja ili curenja baterije, odmah prestanite s korištenjem i zamijenite bateriju. Za velike uređaje poput električnih vozila, njihov sustav upravljanja baterijom (BMS) ključan je. On može u stvarnom vremenu pratiti napon, struju, temperaturu i druge parametre baterije, točno kontrolirati proces punjenja i pražnjenja, spriječiti prekomjerno punjenje i pražnjenje te osigurati siguran i stabilan rad baterije.

Kratko rečeno, utjecaj prekomjernog punjenja i pražnjenja na sigurnost litijevih baterija ne smije se zanemariti. Razumijevanje ovih opasnosti i ispravna uporaba litijevih baterija u svakodnevnom životu važne su mjere za osiguravanje naše sigurnosti. Započnimo odmah, cijenimo baterije, izbjegavajmo prekomjerno punjenje i pražnjenje te zajedno stvorimo sigurnu energetsku okolinu .