Разбиране на експлозивния риск от полимерни литиево-йонни батерии

Въз основа на вида на използвания електролит литиево-йонните батерии се категоризират на течни литиево-йонни батерии (LIB) и полимерни литиево-йонни батерии (PLB), известни също като пластмасови литиево-йонни батерии.

PLB използват същите анодни и катодни материали като течните литиево-йонни батерии, включително литиево-кобалтов оксид, литиево-манганов оксид, трикомпонентни материали и литиево-железен фосфат за катода и графит за анода. Основната разлика е в използвания електролит: PLB заместват течния електролит с твърд полимерен електролит, който може да бъде или "сух", или "подобен на гел". Повечето PLB в момента използват електролит от полимерен гел.

Сега възниква въпросът: наистина ли полимерните литиево-йонни батерии експлодират? Предвид техния малък размер и леко тегло, PLBs се използват широко в лаптопи, смартфони и друга преносима електроника. Тъй като тези устройства често се носят наоколо, тяхната безопасност е от първостепенно значение. И така, колко надеждна е безопасността на PLB и създават ли риск от експлозия?

1. PLB използват гелообразен електролит, различен от течния електролит в литиево-йонните батерии. Този гелообразен електролит не кипи и не произвежда големи количества газ, като по този начин елиминира възможността от силни експлозии.
2. Литиевите батерии обикновено идват със защитна платка и линия против експлозия за безопасност. Въпреки това, тяхната ефективност може да бъде ограничена в много ситуации.
3. PLB използват алуминиева пластмасова гъвкава опаковка, за разлика от металната обвивка на течните клетки. В случай на проблеми с безопасността, те са склонни да се надуят, а не да експлодират.
4. PVDF, като материал за рамка за PLB, се представя отлично.

Предпазни мерки за PLB:

• Късо съединение: причинено от вътрешни или външни фактори, често по време на зареждане. Лошото свързване между пластините на батерията също може да доведе до късо съединение. Въпреки че повечето литиево-йонни батерии се доставят със защитни вериги и линии против експлозия, те може да не винаги са ефективни.
• Презареждане: Ако PLB се зарежда с твърде високо напрежение за твърде дълго време, това може да причини вътрешно прегряване и натрупване на налягане, водещо до разширяване и разкъсване. Презареждането и дълбокото разреждане също могат необратимо да увредят химическия състав на батерията, което значително ще повлияе на нейния живот.

Литият е силно реактивен и може лесно да се запали. По време на зареждане и разреждане непрекъснатото нагряване на батерията и разширяването на произведените газове могат да увеличат вътрешното налягане. Ако корпусът е повреден, това може да доведе до изтичане, пожар или дори експлозия. Въпреки това е по-вероятно PLB да се надуят, отколкото да експлодират.

Предимства на PLB:

1. Високо работно напрежение на клетка.
2. Голяма плътност на капацитета.
3. Минимално саморазреждане.
4. Дълъг живот на цикъла, над 500 цикъла.
5. Без мемори ефект.
6. Добри показатели за безопасност, използвайки алуминиева пластмасова гъвкава опаковка.
7. Изключително тънък, може да се побере в пространства с размер на кредитна карта.
8. Лек: Няма нужда от метален корпус.
9. По-голям капацитет в сравнение с литиеви батерии с еквивалентен размер.
10. Ниско вътрешно съпротивление.
11. Отлични разрядни характеристики.
12. Опростен дизайн на защитната платка.

Недостатъци на PLB:

1. Висока производствена цена.
2. Необходимост от защитна верига.