Nguyên nhân gây nổ pin lithium
Khi phạm vi ứng dụng của pin lithium ngày càng rộng, các vụ nổ của pin lithium thỉnh thoảng xảy ra. Để đảm bảo an toàn cho hệ thống ắc quy, phải phân tích kỹ hơn các nguyên nhân gây nổ ắc quy. Lý do cho sự phát nổ của pin lithium có thể là như sau:
1. Các miếng cực của pin lithium bên trong có tính phân cực cao, gây đoản mạch bên trong của pin lithium gây cháy nổ;
2. Mảnh cực của pin liti hút nước và phản ứng với chất điện phân. Trống gas gây đoản mạch bên trong của pin lithium và gây nổ;
3. Chất lượng và hiệu suất của chất điện phân tự gây ra đoản mạch bên trong của pin lithium gây nổ;
4. Lượng chất lỏng bơm vào không đảm bảo yêu cầu công nghệ khi bơm chất lỏng;
5. Trong quá trình lắp ráp, hàn laser có hiệu suất làm kín kém, và rò rỉ khí khi đo độ rò rỉ khí;
6. Bụi và bụi mảnh cực có khả năng gây đoản mạch vi mô trước tiên;
7. Các bản cực dương và bản âm dày hơn phạm vi quá trình nên khó đi vào vỏ;
8. Vấn đề làm kín phun chất lỏng, khả năng làm kín của bi thép kém dẫn đến phồng khí;
9. Thành vỏ quá dày trong vật liệu vỏ vào, và biến dạng vỏ ảnh hưởng đến độ dày;
10. Cháy nổ do ngắn mạch bên ngoài;
11. Nhiệt độ môi trường bên ngoài quá cao cũng là nguyên nhân chính dẫn đến cháy nổ.
Loại nổ pin Lithium
Phân tích kiểu nổ Các dạng nổ của tế bào pin có thể được tóm tắt thành ba dạng: ngắn mạch bên ngoài, ngắn mạch bên trong và quá tải. Bên ngoài ở đây đề cập đến bên ngoài của pin, bao gồm ngắn mạch do thiết kế cách điện bên trong của pin kém. Khi xảy ra hiện tượng đoản mạch bên ngoài cell và các linh kiện điện tử không cắt được mạch, nhiệt cao sẽ sinh ra bên trong cell làm cho một phần chất điện phân bốc hơi và làm vỏ pin bị giãn nở. Khi nhiệt độ bên trong pin lên tới 135 độ C, giấy màng ngăn chất lượng tốt sẽ đóng các lỗ xốp, phản ứng điện hóa bị chấm dứt hoặc gần như chấm dứt, dòng điện giảm mạnh, nhiệt độ giảm từ từ nên tránh được hiện tượng cháy nổ. Tuy nhiên, tỷ lệ đóng lỗ chân lông quá kém, hoặc không đóng hết lỗ chân lông, nhiệt độ của pin sẽ tiếp tục tăng lên, nhiều chất điện phân sẽ bốc hơi và cuối cùng là vỏ pin sẽ bị hỏng, và thậm chí nhiệt độ của pin sẽ tăng lên. Vật liệu cháy và nổ. Hiện tượng đoản mạch bên trong chủ yếu là do các đường gờ của lá đồng và lá nhôm xuyên qua màng ngăn, hoặc các tinh thể đuôi gai của các nguyên tử liti xuyên qua màng ngăn.
Những kim loại nhỏ như kim này có thể gây ra các vi mạch ngắn. Vì kim rất mỏng và có giá trị điện trở nhất định nên dòng điện không nhất thiết phải lớn. Các đường gờ của lá đồng và nhôm là do quá trình sản xuất tạo ra. Hiện tượng có thể quan sát được là pin bị rò rỉ quá nhanh, phần lớn có thể do nhà máy sản xuất cell pin hoặc xưởng lắp ráp sàng lọc. Hơn nữa, do các gờ nhỏ nên đôi khi bị chập cháy khiến pin hoạt động trở lại bình thường. Do đó, khả năng cháy nổ do chập vi mạch burr không cao. Nhận định này có thể được nhìn thấy từ thực tế là thường có pin xấu với điện áp thấp ngay sau khi sạc tại các nhà máy sản xuất pin khác nhau, nhưng ít có vụ nổ, điều này được hỗ trợ bởi số liệu thống kê. Do đó, cháy nổ do đoản mạch bên trong chủ yếu là do quá tải.
Bởi vì, sau khi sạc quá mức, có các tinh thể kim loại liti giống như kim ở khắp nơi trên miếng cực, các điểm đâm xuyên ở khắp mọi nơi, và hiện tượng đoản mạch vi mô xảy ra ở khắp mọi nơi. Do đó, nhiệt độ của pin sẽ tăng dần, và cuối cùng nhiệt độ cao sẽ làm cho chất điện phân hóa khí. Trong trường hợp này, cho dù nhiệt độ quá cao làm cho vật liệu cháy và nổ, hoặc lớp vỏ bị vỡ lần đầu khiến không khí lọt vào và làm ôxy hóa kim loại lithium, thì đó là một vụ nổ. Tuy nhiên, sự cố cháy nổ do đoản mạch bên trong do sạc quá mức không nhất thiết xảy ra tại thời điểm sạc. Có thể khi nhiệt độ pin không đủ cao để đốt cháy vật liệu và khí sinh ra không đủ để làm vỡ vỏ pin, người tiêu dùng sẽ ngừng sạc và lấy điện thoại ra ngoài. Tại thời điểm này, nhiệt tạo ra bởi nhiều vi mạch ngắn từ từ làm tăng nhiệt độ của pin và nó sẽ phát nổ sau một khoảng thời gian. Mô tả chung của người tiêu dùng là khi cầm điện thoại lên, họ thấy điện thoại rất nóng và phát nổ sau khi vứt bỏ.
Dựa trên các dạng cháy nổ trên, chúng ta có thể tập trung vào ba khía cạnh của bảo vệ nổ: ngăn ngừa quá tải, ngăn ngừa đoản mạch bên ngoài và nâng cao an toàn tế bào. Trong số đó, ngăn ngừa quá tải và ngăn ngừa ngắn mạch bên ngoài thuộc về bảo vệ điện tử, có mối quan hệ lớn hơn với thiết kế hệ thống pin và lắp ráp pin. Trọng tâm của việc cải thiện độ an toàn của pin là bảo vệ cơ học và hóa học, có mối quan hệ lớn hơn với các nhà sản xuất pin.
