إجراءات الحماية لبطاريات الليثيوم

بعد الشحن الزائد لخلية بطارية الليثيوم إلى جهد أعلى من 4.2 فولت ، ستبدأ في إحداث آثار جانبية. كلما زاد جهد الشحن الزائد ، زاد الخطر. عندما يتجاوز جهد خلية بطارية الليثيوم 4.2 فولت ، يبقى أقل من نصف ذرات الليثيوم في مادة القطب الموجب. في هذا الوقت ، غالبًا ما تنهار خلية التخزين ، مما يتسبب في فقد دائم لسعة البطارية. إذا استمر الشحن ، نظرًا لأن خلية تخزين القطب السالب مملوءة بالفعل بذرات الليثيوم ، فإن معدن الليثيوم اللاحق سوف يتراكم على سطح مادة القطب السالب. ستنمي ذرات الليثيوم هذه بلورات شجيرية من سطح القطب السالب باتجاه أيونات الليثيوم. ستمر بلورات معدن الليثيوم هذه عبر الحجاب الحاجز ، مما يتسبب في حدوث ماس كهربائي بين القطبين الموجب والسالب. في بعض الأحيان تنفجر البطارية قبل حدوث دائرة كهربائية قصيرة ، لأنه أثناء عملية الشحن الزائد ، تتحلل مواد مثل المنحل بالكهرباء لإنتاج الغاز ، مما يتسبب في انتفاخ غلاف البطارية أو صمام الضغط وتمزق ، مما يسمح للأكسجين بالدخول والتفاعل مع ذرات الليثيوم المتراكمة على سطح القطب السالب ، مما يؤدي إلى انفجار.
لذلك ، عند شحن بطاريات الليثيوم أيون ، من الضروري تعيين حد للجهد من أجل النظر في نفس الوقت في عمر البطارية وسعتها وأمانها. الحد الأمثل لجهد الشحن هو 4.2 فولت. عند تفريغ بطاريات الليثيوم ، يجب أن يكون هناك أيضًا حد جهد أقل. عندما يكون الجهد الكهربائي لخلية البطارية أقل من 2.4 فولت ، ستبدأ بعض المواد في التلف. أيضًا ، نظرًا لأن البطارية سيتم تفريغها ذاتيًا ، فكلما طالت مدة تفريغها ، انخفض الجهد الكهربائي. لذلك ، من الأفضل عدم تفريغه عند 2.4 فولت قبل أن يتوقف. خلال فترة التفريغ من 3. 0 فولت إلى 2.4 فولت ، تمثل الطاقة الصادرة عن بطاريات الليثيوم حوالي 3 بالمائة فقط من سعة البطارية. لذلك ، 3. 0 V هو جهد قطع تفريغ مثالي. أثناء الشحن والتفريغ ، بالإضافة إلى تحديد الجهد ، من الضروري أيضًا تحديد التيار. عندما يكون التيار مرتفعًا جدًا ، لا يمكن لأيونات الليثيوم الدخول إلى خلية التخزين في الوقت المناسب وستتجمع على سطح المادة.
بعد أن تكتسب أيونات الليثيوم هذه الإلكترونات ، فإنها تولد بلورات من ذرات الليثيوم على سطح المادة ، والتي ، مثل الشحن الزائد ، يمكن أن تسبب خطرًا. إذا تمزق غلاف البطارية ، فسوف ينفجر. لذلك ، يجب أن تشمل حماية بطاريات الليثيوم أيون على الأقل: الحد الأعلى لجهد الشحن ، والحد الأدنى لجهد التفريغ ، والحد الأعلى للتيار. بشكل عام ، ستحتوي حزمة بطارية الليثيوم ، بالإضافة إلى خلايا بطارية الليثيوم ، على لوحة واقية ، والتي توفر بشكل أساسي هذه الحماية الثلاثة. ومع ذلك ، من الواضح أن هذه الحماية الثلاثة للوحة الحماية ليست كافية ، ولا تزال انفجارات بطارية الليثيوم العالمية متكررة. لضمان سلامة نظام البطارية ، من الضروري إجراء تحليل أكثر تفصيلاً لأسباب انفجار البطاريات.