Безопасность литиевых батарей: критические опасности перезарядки и глубокого разряда

В современной жизни литиевые батареи широко используются во многих областях, таких как мобильные телефоны, ноутбуки и электромобили. Благодаря таким преимуществам, как высокая энергетическая плотность и длительный цикл жизни, они стали предпочтительным источником питания для многих электронных продуктов. Однако перезарядка и глубокий разряд оказывают очень серьезное влияние на безопасность литиевых батарей и могут даже вызвать аварийные ситуации, угрожающие нашей жизни и имуществу. Так в чем же опасности перезарядки и глубокого разряда?

Перезарядка означает зарядку литиевой батареи в течение слишком длительного времени, превышающую ее нормальную емкость зарядки. Во время нормальной зарядки электрохимическая реакция внутри батареи является контролируемой, но состояние перезарядки нарушает это равновесие. По мере продолжения перезарядки концентрация ионов лития на поверхности отрицательного электрода становится слишком высокой, и они начинают оседать, образуя литиевые дендриты. Эти литиевые дендриты подобны острым ножам, беспорядочно разрезающим внутреннюю часть батареи. Как только они прокалывают сепаратор, происходит короткое замыкание внутри батареи. В момент короткого замыкания выделяется большое количество тепла, температура батареи резко повышается, что может вызвать возгорание или даже взрыв. Кроме того, перезарядка приводит к разложению электролита, выделению газа и увеличению давления внутри батареи. Когда давление превышает предел прочности корпуса батареи, она вздувается или даже разрывается, в результате чего вредные вещества выходят наружу, загрязняя окружающую среду и угрожая здоровью человека.

Слишком глубокий разряд также не стоит недооценивать. Когда литиевая батарея разряжается ниже допустимого уровня и напряжение окончания разряда опускается ниже установленного минимального напряжения, потенциал на поверхности отрицательного электрода резко снижается, что запускает серию нежелательных реакций. Органический растворитель внутри батареи начинает разлагаться, вызывая необратимые химические изменения, приводящие к ухудшению характеристик батареи, снижению емкости, увеличению внутреннего сопротивления и другим проблемам. Кроме того, диафрагма также может быть повреждена, что повышает риск внутреннего короткого замыкания. В условиях низких температур глубокий разряд может привести к замерзанию электролита, что дополнительно затрудняет передачу ионов и может легко вызвать локальный перегрев во время последующей зарядки, создавая угрозу безопасности батареи.

Безопасное использование литиевых батарей связано со всеми аспектами нашей жизни. Чтобы избежать серьезных последствий перезарядки и переразрядки, мы должны принять эффективные меры. В повседневной жизни при зарядке устройства следует избегать длительной непрерывной зарядки. Лучше использовать оригинальное зарядное устройство или зарядное устройство известного производителя. Эти зарядные устройства, как правило, оснащены устройствами защиты от перезарядки, которые могут автоматически останавливать зарядку после полной зарядки аккумулятора. Для устройств со съемными батареями заряжайте батарею своевременно, когда уровень заряда батареи составляет 20–30%, чтобы избежать чрезмерного разряда. В то же время регулярно проверяйте состояние батареи. Если обнаружены аномальные условия, такие как вздутие или утечка батареи, немедленно прекратите ее использование и замените батарею. Для крупного оборудования, такого как электромобили, его система управления батареями (BMS) является решающей. Она может в реальном времени отслеживать такие параметры, как напряжение батареи, ток, температура, точно контролировать процесс зарядки и разрядки, предотвращать перезарядку и переразрядку, обеспечивать безопасную и стабильную работу батареи.

Кратко говоря, воздействие перезаряда и переразряда на безопасность литиевых батарей не может быть проигнорировано. Понимание этих опасностей и правильное использование литиевых батарей в повседневной жизни являются важными мерами для обеспечения нашей безопасности. Давайте начнем с этого момента, беречь батареи, избегать перезарядки и переразрядки, совместно создавая безопасную энергетическую среду .