Medidas de proteção da bateria de íons de lítio

Depois que a célula da bateria de lítio estiver sobrecarregada a uma tensão superior a 4,2V, os efeitos colaterais começarão a ocorrer. Quanto maior a tensão de sobrecarga, maior o risco. Quando a tensão da célula da bateria de lítio é superior a 4,2V, menos da metade dos átomos de lítio permanecem no material do cátodo. Neste momento, a célula de armazenamento frequentemente entra em colapso, resultando em um declínio permanente na capacidade da bateria. Se o carregamento continuar, uma vez que a célula de armazenamento do eletrodo negativo foi preenchida com átomos de lítio, o metal de lítio subsequente se acumulará na superfície do material eletrodo negativo. Estes átomos de lítio crescerão cristais dendríticas desde a superfície negativa até a direção dos íons de lítio. Estes cristais metálicos de lítio passarão pelo papel diafragma e curto-circuito os eletrodos positivos e negativos. Às vezes, a bateria explode antes do curto-circuito ocorrer. Isso porque durante o processo de sobrecarga, eletrólitos e outros materiais serão rachados para produzir gás, o que faz com que a bateria ou a válvula de pressão protuberem e estourem, permitindo que o oxigênio entre e reaja com átomos de lítio acumulados na superfície negativa, e depois exploda. Portanto, ao carregar a bateria de lítio, o limite de tensão superior deve ser definido para levar em conta a duração, capacidade e segurança da bateria. O limite superior ideal de tensão de carga é de 4,2V. Também deve haver um limite de tensão mais baixo quando a célula da bateria de lítio é descarregada. Quando a tensão celular for inferior a 2,4V, alguns materiais começarão a ser danificados. Uma vez que a bateria vai descarregar em si, quanto mais tempo ela for descarregada, menor será a tensão. Portanto, é melhor não parar a 2,4V durante a descarga. Durante o período de 3,0V a 2,4V, a energia liberada pela bateria de lítio representa apenas cerca de 3% da capacidade da bateria. Portanto, 3.0V é uma tensão de corte de descarga ideal.

Durante o carregamento e descarga, além da limitação de tensão, também é necessária limitação de corrente. Quando a corrente é muito grande, os íons de lítio não têm tempo para entrar na célula de armazenamento e se reunirão na superfície do material. Depois que esses íons de lítio adquirirem elétrons, os átomos de lítio se cristalizarão na superfície do material, que é o mesmo que a sobrecarga, o que causará perigo. Se a caixa da bateria quebrar, ela explodirá.

Portanto, a proteção das baterias de íons de lítio deve incluir pelo menos três itens: limite superior de tensão de carregamento, limite inferior de tensão de descarga e limite superior de corrente. Em geral, na bateria de lítio, com exceção da célula da bateria de lítio, haverá uma placa protetora, que fornece principalmente essas três proteções. No entanto, essas três proteções da placa de proteção são obviamente insuficientes. Explosões de baterias de lítio ainda são frequentes em todo o mundo. Para garantir a segurança do sistema da bateria, a causa da explosão da bateria deve ser analisada com mais cuidado.