Безпека літієвих акумуляторів: критичні небезпеки перезарядки та надмірного розряду

У сучасному житті літієві акумулятори широко використовуються в багатьох галузях, таких як мобільні телефони, ноутбуки та електромобілі. Завдяки таким перевагам, як висока енергетична щільність і тривалий цикл життя, вони стали основним джерелом живлення для багатьох електронних пристроїв. Однак, перезарядка та надмірний розряд мають дуже серйозний вплив на безпеку літієвих акумуляторів і можуть навіть спричинити аварійні ситуації, що загрожують нашому життю та майну. Отже, які ж небезпеки пов'язані з перезарядкою та надмірним розрядом?

Перезаряджання означає заряджання літієвого акумулятора занадто довго, перевищуючи його нормальну ємність заряджання. Під час нормального заряджання електрохімічна реакція всередині акумулятора є контрольованою, але стан перезаряджання порушує цю рівновагу. У міру того, як перезаряджання триває, концентрація іонів літію на поверхні негативного електрода стає надто високою, і вони починають відкладатися, утворюючи літієві дендрити. Ці літієві дендрити подібні до гострих ножів, які хаотично ріжуть внутрішню частину акумулятора. Як тільки вони пронизують діафрагму, це призводить до короткого замикання всередині акумулятора. У момент короткого замикання виробляється велика кількість тепла, температура акумулятора різко підвищується, що може викликати загоряння або навіть вибух. Крім того, перезаряджання призводить до розкладання електроліту, утворення газу та збільшення тиску всередині акумулятора. Якщо тиск перевищує межу міцності корпусу акумулятора, акумулятор може деформуватися або навіть розірватися, викликаючи витік шкідливих речовин, що забруднює навколишнє середовище та загрожує здоров'ю людини.

Надмірний розряд також не варто недооцінювати. Якщо літієва батарея надмірно розряджається і напруга завершення розряду нижча за встановлену мінімальну напругу, потенціал на поверхні негативного електрода різко знижується, що викликає серію негативних реакцій. Органічний розчинник всередині батареї починає розкладатися, викликаючи незворотні хімічні зміни, що призводять до погіршення характеристик батареї, втрати ємності, збільшення внутрішнього опору та інших проблем. Крім того, діафрагма також може пошкодитися, що збільшує ризик внутрішнього короткого замикання. У середовищі з низькою температурою надмірний розряд може також спричинити замерзання електроліту, що ще більше утруднює передачу іонів, і легко викликає локальне перегрівання під час наступного заряджання, що створює загрозу безпеці батареї.

Безпечне використання літієвих акумуляторів стосується всіх аспектів нашого життя. Щоб уникнути серйозних наслідків перезарядки та надмірного розряду, ми маємо вжити ефективних заходів. У повсякденному житті під час заряджання пристрою слід уникати тривалого безперервного заряджання. Найкраще використовувати оригінальний або сертифікований зарядний пристрій виробника. Ці зарядні пристрої, як правило, обладнані пристроями захисту від перезарядки, які можуть автоматично зупиняти заряджання після повного зарядження акумулятора. Для пристроїв із замінними акумуляторами, заряджайте акумулятор учасно, коли рівень заряду становить 20–30%, щоб уникнути надмірного розряду. У той же час регулярно перевіряйте стан акумулятора. Якщо виявлено аномальні умови, такі як пухиріння або витік акумулятора, негайно припиніть його використання та замініть акумулятор. Для великих пристроїв, таких як електромобілі, їхня система керування акумулятором (BMS) є вирішальною. Вона може у реальному часі відстежувати такі параметри акумулятора, як напруга, струм, температура, точно керувати процесами заряджання та розряджання, запобігати перезарядці та надмірному розряду, забезпечуючи безпечну та стабільну роботу акумулятора.

Одним словом, вплив перезарядки та надмірного розрядження на безпеку літієвих акумуляторів не можна ігнорувати. Розуміння цих небезпек та правильне використання літієвих акумуляторів у повсякденному житті є важливими заходами для забезпечення нашої безпеки. Почнемо вже зараз, дбайливо ставитися до акумуляторів, уникати перезарядки та надмірного розрядження, разом створювати безпечне енергетичне середовище .