Bezpieczeństwo baterii litowych: Krytyczne zagrożenia związane z przeciążeniem i głębokim rozładowaniem

W życiu codziennym baterie litowe są powszechnie stosowane w wielu dziedzinach, takich jak telefony komórkowe, komputery laptopowe i pojazdy elektryczne. Dzięki zaletom, takim jak wysoka gęstość energii i długi cykl życia, stały się preferowanym źródłem zasilania wielu urządzeń elektronicznych. Jednak przeładowanie i głębokie rozładowanie znacząco wpływają na bezpieczeństwo baterii litowych i mogą nawet powodować wypadki, zagrażające naszym życiu i mieniu. Jakie więc są zagrożenia związane z przeładowaniem i głębokim rozładowaniem?

Przeciążanie oznacza zbyt długie ładowanie baterii litowej, powodując przekroczenie jej normalnej pojemności ładowania. Podczas normalnego ładowania reakcja elektrochemiczna wewnątrz baterii jest kontrolowana, jednak stan przeciążenia niszczy tę równowagę. W miarę postępowania przeciążenia stężenie jonów litu na powierzchni elektrody ujemnej staje się zbyt wysokie i zaczyna się ich osadzanie, tworząc dendryty litu. Te dendryty litu przypominają ostre noże, które bezkarnie przecinają wnętrze baterii. Gdy przebiją separator, powodują zwarcie wewnątrz baterii. W chwili zwarcia powstaje duża ilość ciepła, temperatura baterii gwałtownie rośnie, co może prowadzić do zapłonu lub nawet eksplozji. Ponadto przeciążanie powoduje rozkład elektrolitu, powstawanie gazu i zwiększenie ciśnienia wewnątrz baterii. Gdy ciśnienie przekroczy granice wytrzymałości obudowy baterii, bateria może się zdeformować lub nawet pęknąć, powodując wyciek szkodliwych substancji, zanieczyszczenie środowiska i zagrożenie dla zdrowia ludzi.

Przeciążenie również nie powinno być lekceważone. Gdy akumulator litowy jest przeciążony, a napięcie końcowe rozładowania jest niższe niż określone napięcie minimalne, potencjał powierzchniowy elektrody ujemnej gwałtownie spada, uruchamiając szereg niekorzystnych reakcji. Rozpoczyna się rozkład rozpuszczalnika organicznego wewnątrz baterii, powodując nieodwracalne zmiany chemiczne, które prowadzą do pogorszenia parametrów pracy baterii, degradacji pojemności, wzrostu oporu wewnętrznego oraz innych problemów. Ponadto, separator również ulega uszkodzeniu, zwiększając ryzyko zwarcia wewnętrznego. W środowiskach o niskiej temperaturze przeciążenie może również spowodować zamarznięcie elektrolitu, co dodatkowo utrudnia transmisję jonów i sprzyja łatwemu występowaniu lokalnego przegrzewania podczas kolejnego ładowania, stwarzając zagrożenie dla bezpieczeństwa baterii.

Bezpieczne użytkowanie baterii litowych ma związek ze wszystkimi aspektami naszego życia. Aby uniknąć poważnych konsekwencji wynikających z przeładowania i głębokiego rozładowania, należy podjąć skuteczne środki zapobiegawcze. W codziennym życiu, podczas ładowania urządzenia, należy unikać długotrwałego ciągłego ładowania. Należy korzystać z oryginalnych lub sprawdzonych producentów ładowarek. Ładowarki te są zazwyczaj wyposażone w urządzenia zabezpieczające przed przeładowaniem, które automatycznie zatrzymują ładowanie po naładowaniu baterii. W przypadku urządzeń z wymiennymi bateriami, należy naładować baterię w momencie, gdy jej poziom wynosi 20%-30%, aby uniknąć jej nadmiernego rozładowania. W tym samym czasie należy regularnie sprawdzać stan baterii. Jeżeli zauważysz nieprawidłowe warunki, takie jak pęcznienie lub wyciek baterii, natychmiast przestań jej używać i wymień baterię. W przypadku dużych urządzeń, takich jak pojazdy elektryczne, system zarządzania baterią (BMS) odgrywa kluczową rolę. Może on monitorować napięcie, prąd, temperaturę i inne parametry baterii w czasie rzeczywistym, dokładnie kontrolować proces ładowania i rozładowania, zapobiegać przeładowaniu i głębokiemu rozładowaniu oraz zapewniać bezpieczną i stabilną pracę baterii.

Krótko mówiąc, wpływ przeładowania i głębokiego rozładowania na bezpieczeństwo baterii litowych nie może być zaniedbywany. Zrozumienie tych zagrożeń i prawidłowe stosowanie baterii litowych w codziennym życiu to ważne środki zapewniające nasze bezpieczeństwo. Zaczynając od teraz, cenmy baterie, unikajmy przeładowania i głębokiego rozładowania, wspólnie tworząc bezpieczne środowisko energetyczne .