Разбирање на ризикот од експлозија на полимерните литиум-јонски батерии

Врз основа на видот на користениот електролит, литиум-јонските батерии се категоризираат на течни литиум-јонски батерии (LIB) и полимерни литиум-јонски батерии (PLB), исто така познати како пластични литиум-јонски батерии.

PLB ги користат истите анодни и катодни материјали како течните литиум-јонски батерии, вклучувајќи литиум кобалт оксид, литиум манган оксид, тројни материјали и литиум железо фосфат за катодата и графит за анодата. Примарната разлика лежи во користениот електролит: PLBs го заменуваат течниот електролит со цврст полимер електролит, кој може да биде или „сув“ или „сличен на гел“. Повеќето PLB моментално користат електролит од полимер гел.

Сега, се поставува прашањето: дали полимерните литиум-јонски батерии навистина експлодираат? Со оглед на нивната мала големина и мала тежина, PLB се широко користени во лаптопи, паметни телефони и друга пренослива електроника. Со овие уреди што често се носат наоколу, нивната безбедност е најважна. Значи, колку е сигурна безбедноста на PLB и дали тие претставуваат ризик од експлозија?

1. PLB користат електролит сличен на гел, различен од течниот електролит во литиум-јонските батерии. Овој електролит сличен на гел не врие и не произведува големи количини гас, со што се елиминира можноста за насилни експлозии.
2. Литиумските батерии обично доаѓаат со заштитна табла и линија против експлозија за безбедност. Сепак, нивната ефикасност може да биде ограничена во многу ситуации.
3. PLB користат алуминиумско пластично флексибилно пакување, за разлика од металното куќиште на течните ќелии. Во случај на безбедносни проблеми, тие имаат тенденција да отекуваат наместо да експлодираат.
4. PVDF, како рамковен материјал за PLB, функционира одлично.

Безбедносни мерки на претпазливост за PLBs:

• Краток спој: предизвикан од внатрешни или надворешни фактори, често за време на полнењето. Лошата врска помеѓу плочите на батериите може да доведе и до кратки споеви. Иако повеќето литиум-јонски батерии доаѓаат со заштитни кола и линии против експлозија, тие можеби не се секогаш ефикасни.
• Преполнување: Ако PLB се полни со премногу висок напон предолго, тоа може да предизвика внатрешно прегревање и зголемување на притисокот, што ќе доведе до проширување и пукање. Прекумерното полнење и длабокото празнење исто така може неповратно да го оштетат хемискиот состав на батеријата, што значително ќе влијае на нејзиниот животен век.

Литиумот е многу реактивен и лесно може да се запали. За време на полнењето и празнењето, континуираното загревање на батеријата и проширувањето на произведените гасови може да го зголемат внатрешниот притисок. Ако куќиштето е оштетено, тоа може да доведе до истекување, пожар или дури и експлозија. Сепак, PLBs имаат поголема веројатност да отечат отколку да експлодираат.

Предности на PLBs:

1. Висок работен напон по ќелија.
2. Голема густина на капацитет.
3. Минимално само-празнење.
4. Долг век на циклус, над 500 циклуси.
5. Нема мемориски ефект.
6. Добри безбедносни перформанси, со користење на алуминиумско пластично флексибилно пакување.
7. Ултра тенок, може да се вклопи во простори со големина на кредитна картичка.
8. Лесен: Нема потреба од метална обвивка.
9. Поголем капацитет во споредба со литиумските батерии со еквивалентна големина.
10. Низок внатрешен отпор.
11. Одлични карактеристики на празнење.
12. Поедноставен дизајн на заштитна табла.

Недостатоци на PLBs:

1. Висока цена на производството.
2. Потреба од заштитно коло.