ความปลอดภัยของแบตเตอรี่ลิเธียม: อันตรายที่สำคัญจากการชาร์จไฟเกินและปล่อยประจุเกิน

ในชีวิตสมัยใหม่ แบตเตอรี่ลิเธียมมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในหลายด้าน เช่น โทรศัพท์มือถือ โน๊ตบุ๊ก และรถยนต์ไฟฟ้า ด้วยข้อดีต่าง ๆ เช่น ความหนาแน่นพลังงานสูง และอายุการใช้งานยาวนาน จึงกลายเป็นแหล่งพลังงานหลักสำหรับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์หลายชนิด อย่างไรก็ตาม การชาร์จเกินและการคายประจุเกิน อาจส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อความปลอดภัยของแบตเตอรี่ลิเธียม และอาจก่อให้เกิดอุบัติเหตุทางความปลอดภัย คุกคามชีวิตและทรัพสินของเรา ดังนั้น ความอันตรายจากการชาร์จเกินและการคายประจุเกินคืออะไร?

การชาร์จเกินเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมเป็นเวลานานเกินไปจนเกินกว่าความจุในการชาร์จปกติ ในการชาร์จปกติปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีภายในแบตเตอรี่สามารถควบคุมได้ แต่ในกรณีที่เกิดการชาร์จเกินจะทำให้สมดุลดังกล่าวถูกทำลาย ขณะที่การชาร์จเกินดำเนินไป ความเข้มข้นของไอออนลิเธียมบนพื้นผิวของขั้วไฟฟ้าลบจะสูงเกินไป และเริ่มสะสมตัวจนก่อตัวเป็นผลึกลิเธียม (lithium dendrites) ผลึกลิเธียมเหล่านี้ดุจดั่งมีดคมกริบ ที่ก่อให้เกิดความเสียหายภายในแบตเตอรี่อย่างรุนแรง เมื่อผลึกเหล่านี้ทิ่มทะลุแผ่นกั้นระหว่างขั้วไฟฟ้า จะทำให้เกิดลัดวงจรภายในแบตเตอรี่ ในขณะที่เกิดลัดวงจรจะเกิดความร้อนขึ้นจำนวนมาก ทำให้อุณหภูมิของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งอาจนำไปสู่การลุกไหม้หรือระเบิด นอกจากนี้ การชาร์จเกินยังทำให้สารอิเล็กโทรไลต์สลายตัว สร้างก๊าซและเพิ่มแรงดันภายในแบตเตอรี่ เมื่อแรงดันสูงเกินกว่าที่เปลือกแบตเตอรี่จะรับไหว แบตเตอรี่อาจพองตัวหรือแตกออก ทำให้สารอันตรายรั่วไหลออกมา สร้างมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมและเป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์

การคายประจุมากเกินไปก็ไม่ควรถูกละเลยเช่นกัน เมื่อแบตเตอรี่ลิเธียมถูกคายประจุมากเกินไป และแรงดันไฟฟ้าสิ้นสุดของการคายประจุต่ำกว่าแรงดันต่ำสุดที่กำหนด ศักย์ไฟฟ้าบนพื้นผิวของขั้วไฟฟ้าลบจะลดลงอย่างรวดเร็ว กระตุ้นปฏิกิริยาทางเคมีที่ไม่พึงประสงค์ต่าง ๆ ตัวทำละลายอินทรีย์ภายในแบตเตอรี่เริ่มสลายตัว ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ ส่งผลให้สมรรถนะของแบตเตอรี่ลดลง ความจุลดลง ความต้านทานภายในเพิ่มขึ้น และปัญหาอื่น ๆ นอกจากนี้ แผ่นกั้นระหว่างขั้วไฟฟ้าจะเสียหายเพิ่มขึ้น ทำให้ความเสี่ยงในการลัดวงจรภายในสูงขึ้น ในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิต่ำ การคายประจุมากเกินไปยังอาจทำให้สารอิเล็กโทรไลต์แข็งตัว เพิ่มความยากลำบากในการเคลื่อนที่ของไอออน และทำให้เกิดการรับความร้อนในท้องถิ่นได้ง่ายในระหว่างการชาร์จครั้งต่อไป ซึ่งเป็นอันตรายต่อความปลอดภัยของแบตเตอรี่

การใช้แบตเตอรี่ลิเธียมอย่างปลอดภัยมีความเกี่ยวข้องกับทุกด้านของชีวิตเรา เพื่อหลีกเลี่ยงผลร้ายจากการชาร์จหรือคายประจุมากเกินไป เราจำเป็นต้องมีมาตรการที่มีประสิทธิภาพ ในชีวิตประจำวัน เมื่อทำการชาร์จอุปกรณ์ ควรหลีกเลี่ยงการชาร์จต่อเนื่องเป็นเวลานาน ทางที่ดีที่สุดคือใช้เครื่องชาร์จของแท้หรือของผู้ผลิตที่เป็นทางการ เครื่องชาร์จเหล่านี้โดยปกติจะมีอุปกรณ์ป้องกันการชาร์จเกิน ซึ่งสามารถหยุดการชาร์จอัตโนมัติเมื่อแบตเตอรี่เต็ม สำหรับอุปกรณ์ที่สามารถเปลี่ยนแบตเตอรี่ได้ ควรชาร์จแบตเตอรี่ทันทีเมื่อปริมาณพลังงานเหลือประมาณ 20%-30% เพื่อป้องกันการคายประจุมากเกินไป พร้อมทั้งตรวจสอบสภาพของแบตเตอรี่เป็นประจำ หากพบสภาพผิดปกติ เช่น แบตเตอรี่บวมหรือรั่ว ให้หยุดใช้งานทันทีและเปลี่ยนแบตเตอรี่ สำหรับอุปกรณ์ขนาดใหญ่เช่นรถยนต์ไฟฟ้า (EV) ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) มีความสำคัญมาก ระบบสามารถตรวจสอบพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า อุณหภูมิของแบตเตอรี่แบบเรียลไทม์ ควบคุมกระบวนการชาร์จและคายประจุอย่างแม่นยำ ป้องกันการชาร์จหรือคายประจุมากเกินไป และรับประกันความปลอดภัยและการทำงานที่เสถียรของแบตเตอรี่

โดยสรุปแล้ว ผลกระทบจากการชาร์จเกินและการคายประจุเกินต่อความปลอดภัยของแบตเตอรี่ลิเธียมนั้นไม่ควรถูกมองข้าม การเข้าใจอันตรายเหล่านี้และใช้แบตเตอรี่ลิเธียมให้ถูกต้องในชีวิตประจำวัน คือมาตรการสำคัญที่จะรับประกันความปลอดภัยของเราเอง เริ่มตั้งแต่บัดนี้ มาช่วยกันรักษาแบตเตอรี่ หลีกเลี่ยงการชาร์จเกินและการคายประจุเกิน และร่วมกันสร้างสภาพแวดล้อมพลังงานที่ปลอดภัย .