A lítiumakkumulátorok biztonsága: túltöltés és túlmerítés kritikus veszélyei

A modern életben a lítiumakkumulátorokat széles körben használják különféle területeken, mint például mobiltelefonok, laptopok és elektromos járművek. Előnyeik közé tartozik a magas energiasűrűség és a hosszú ciklusélettartam, ezért számos elektronikai termék elsődleges energiaforrásává váltak. Ugyanakkor a túltöltés és a túlmerítés komolyan veszélyeztetheti a lítiumakkumulátorok biztonságát, sőt biztonsági baleseteket is okozhat, amelyek életre és vagyonra is veszélyesek lehetnek. Mi a veszélyei tehát a túltöltésnek és a túlmerítésnek?

Túltöltés alatt a lítium-akkumulátor túl hosszú ideig történő töltését értjük, amely meghaladja a normál töltési kapacitást. Normál töltés közben az akkumulátor belsejében lejátszódó elektrokémiai reakció ellenőrizhető, azonban a túltöltési állapot felborítja ezt az egyensúlyt. Ahogy a túltöltés folytatódik, a negatív elektród felületén a lítiumion-koncentráció túl magasra emelkedik, és kezdetét veszi a lítium-dendritek kiválása. Ezek a lítium-dendritek akár éles késekhez hasonlóan működve szabadon átvágják az akkumulátor belsejét. Amint átszúrják a szeparátort, rövidzárlat keletkezik az akkumulátor belsejében. A rövidzárlat pillanatában nagy mennyiségű hő keletkezik, az akkumulátor hőmérséklete hirtelen megemelkedik, ami tüzelést, sőt robbanást is okozhat. Emellett a túltöltés az elektrolit bomlását is kiváltja, gáz fejlődik és növekszik az akkumulátor belsejében a nyomás. Amikor a nyomás eléri az akkumulátor ház által elviselhető határt, az akkumulátor megduzzadhat vagy akár széttörhet, káros anyagok szivároghatnak ki, szennyezve a környezetet és veszélyeztetve az emberi egészséget.

Az erős kisülést sem szabad alábecsülni. Amikor egy lítiumakkumulátor túl van sült, és a kisülési végfeszültség az előírt minimális feszültség alá esik, a negatív elektród felületi potenciálja hirtelen lecsökken, ami számos kedvezőtlen reakciót indít el. Az akkumulátor belsejében található szerves oldószer elkezd lebomlani, olyan visszafordíthatatlan kémiai változásokat okozva, amelyek az akkumulátor teljesítményének csökkenéséhez, kapacitásvesztéshez, valamint a belső ellenállás növekedéséhez vezetnek. Emellett a szeparátor is megsérülhet, ami növeli a belső rövidzárlat kockázatát. Alacsony hőmérsékleten a túlkisülés miatt az elektrolit megfagyhat, ami tovább nehezíti az ionok mozgását, és a későbbi töltés során helyi túlmelegedést okozhat, veszélyeztetve az akkumulátor biztonságát.

A lítiumakkumulátorok biztonságos használata minden életünkben lévő területhez kapcsolódik. A túltöltés és túlmerés súlyos következményeinek elkerülése érdekében hatékony intézkedéseket kell tenni. A mindennapi életben az eszköz töltésekor kerülni kell a hosszú ideig tartó folyamatos töltést. Célszerű az eredeti vagy hivatalos gyártó töltőjét használni. Ezek a töltők rendszerint rendelkeznek túltöltésvédelmi berendezéssel, amelyek az akkumulátor teljes töltöttsége után automatikusan leállítják a töltést. Cserélhető akkumulátorral rendelkező eszközöknél, amikor az akkumulátor töltöttsége 20-30% között van, időben tölteni kell az akkumulátort, elkerülve annak túlmerését. Ugyanakkor rendszeresen ellenőrizni kell az akkumulátor állapotát. Amennyiben rendellenességeket, például akkumulátor duzzadását vagy szivárgását észleli, azonnal abba kell hagyni a használatát, és ki kell cserélni az akkumulátort. Nagyobb berendezésekhez, például elektromos járművekhez, az akkumulátorkezelő rendszer (BMS) rendkívül fontos. Ez a rendszer valós időben figyeli az akkumulátor feszültségét, áramát, hőmérsékletét és egyéb paramétereit, pontszerűen szabályozza a töltési és kisütési folyamatot, megakadályozza az akkumulátor túltöltését és túlmerését, biztosítva az akkumulátor biztonságos és stabil működését.

Röviden, az akkumulátorok túltöltésének és túlmerítésének hatása a lítiumakkumulátorok biztonságára nem hanyagolható el. Ezeknek a veszélyeknek a megértése és a lítiumakkumulátorok helyes használata a mindennapi életben fontos intézkedések a biztonságunk érdekében. Kezdjük el most, becsüljük meg az akkumulátorokat, kerüljük a túltöltést és túlmerítést, és együtt alkossunk egy biztonságos energiafelhasználási környezetet .