Wartungsmethode für Lithium-Ionen-Batterien

May 28 , 2019

Lithiumbatterien zeigen Nebenwirkungen, wenn sie auf eine Spannung von mehr als 4,2 V überladen werden. Je höher die Überladespannung, desto höher das Risiko. Nachdem die Spannung der Lithiumbatterie höher als 4,2 V ist, beträgt die Menge der im positiven Elektrodenmaterial verbleibenden Lithiumatome weniger als die Hälfte. Zu diesem Zeitpunkt kollabiert häufig die Speicherzelle, wodurch die Batteriekapazität dauerhaft abnimmt. Wenn der Ladevorgang fortgesetzt wird, sammelt sich das nachfolgende Lithiummetall auf der Oberfläche des Materials der negativen Elektrode an, da die Zelle der negativen Elektrode bereits mit Lithiumatomen gefüllt ist. Diese Lithiumatome bilden Dendriten von der Oberfläche der negativen Elektrode in Richtung der Lithiumionen. Diese Lithiummetallkristalle passieren das Separatorpapier und schließen die positiven und negativen Elektroden kurz. Manchmal explodiert die Batterie, bevor der Kurzschluss auftritt. Dies liegt daran, dass während des Überladevorgangs der Elektrolyt und andere Materialien reißen und Gas erzeugen, was dazu führt, dass sich das Batteriegehäuse oder das Druckventil ausbaucht und reißt, wodurch Sauerstoff eindringen und mit den auf der Oberfläche der negativen Elektrode abgelagerten Lithiumatomen reagieren kann. Dann explodierte. Daher müssen Sie beim Laden einer Lithiumbatterie die obere Spannungsgrenze festlegen, um die Lebensdauer, Kapazität und Sicherheit der Batterie zu berücksichtigen. Die optimale Ladespannung ist auf 4,2 V begrenzt.

Auch Lithiumbatterien sollten beim Entladen eine niedrigere Spannungsgrenze haben. Wenn die Zellspannung weniger als 2,4 V beträgt, werden einige Materialien zerstört. Da sich der Akku selbst entlädt, bleibt die Spannung über einen längeren Zeitraum niedriger. Daher ist es am besten, ihn nicht auf 2,4 V einzustellen, bis er stoppt. Lithium wird während der Energieperiode von 3,0 V auf 2,4 V entladen und gibt nur etwa 3 % der Batteriekapazität frei. Daher ist 3,0 V eine ideale Entlade-Abschaltspannung.

Beim Laden und Entladen ist neben der Spannungsbegrenzung auch eine Strombegrenzung erforderlich. Wenn der Strom zu groß ist, können Lithiumionen nicht in die Zelle gelangen und sammeln sich auf der Oberfläche des Materials an. Wenn diese Lithiumionen Elektronen erhalten, bilden sich Kristalle aus Lithiumatomen auf der Oberfläche des Materials, was als Überladung gefährlich ist. Wenn das Batteriegehäuse kaputt ist, kann es explodieren. Daher muss der Schutz der Lithium-Ionen-Batterie mindestens drei Faktoren umfassen: die Obergrenze der Ladespannung, die Untergrenze der Entladespannung und die Obergrenze des Stroms. Im allgemeinen Lithiumbatteriesatz gibt es zusätzlich zum Lithiumbatteriekern eine Schutzplatine, die hauptsächlich diese drei Schutzfunktionen bietet. Allerdings reichen diese drei Schutzmaßnahmen der Schutzplatine offensichtlich nicht aus, und die weltweite Explosion von Lithiumbatterien kommt immer noch häufig vor. Um die Sicherheit des Batteriesystems zu gewährleisten, muss eine genauere Analyse der Ursache der Batterieexplosion durchgeführt werden.

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