Einführung:
Lithiumbatteriensind zu einem festen Bestandteil unseres täglichen Lebens geworden und treiben alles an, von Smartphones und Laptops bis hin zu Elektrofahrzeugen und Energiespeichersystemen. Lithiumbatterien sind weit verbreitet, es kam jedoch zu Bränden und Explosionen, die zwar selten waren, aber Bedenken hinsichtlich ihrer Sicherheit aufkommen ließen. Um die sichere und zuverlässige Verwendung von Lithiumbatterien zu gewährleisten, ist es wichtig, die Faktoren zu verstehen, die zu solchen Vorfällen führen können.
Explosionen von Lithiumbatterien stellen ein ernstes Sicherheitsproblem dar und die Ursachen für ihr Auftreten sind komplex und vielfältig und umfassen hauptsächlich interne und externe Faktoren.
Interne Faktoren
Interner Kurzschluss
Unzureichende Kapazität der negativen Elektrode: Wenn die Kapazität der negativen Elektrode der positiven Elektrode einer Lithiumbatterie nicht ausreicht, können die beim Laden erzeugten Lithiumatome nicht in die Zwischenschichtstruktur des Graphits der negativen Elektrode eingefügt werden und fallen auf der Oberfläche der negativen Elektrode aus Kristalle zu bilden. Die langfristige Ansammlung dieser Kristalle kann zu einem Kurzschluss führen, die Batteriezelle entlädt sich schnell, erzeugt große Hitze, verbrennt die Membran und verursacht dann eine Explosion.
Wasseraufnahme der Elektrode und Reaktion des Elektrolyten: Nachdem die Elektrode Wasser absorbiert hat, kann es mit dem Elektrolyten reagieren und Luftbläschen erzeugen, die wiederum zu internen Kurzschlüssen führen können.
Elektrolytprobleme: Die Qualität und Leistung des Elektrolyten selbst sowie die Menge der beim Einspritzen eingespritzten Flüssigkeit, die nicht den Prozessanforderungen entspricht, können die Sicherheit der Batterie beeinträchtigen.
Verunreinigungen im Produktionsprozess: Auch Verunreinigungen, Staub etc., die während des Batterieproduktionsprozesses entstehen können, können Mikrokurzschlüsse verursachen.
Thermisches Durchgehen
Wenn in einer Lithiumbatterie ein thermisches Durchgehen auftritt, kommt es zu einer exothermen chemischen Reaktion zwischen den internen Materialien der Batterie und es entstehen brennbare Gase wie Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Methan. Diese Reaktionen führen zu neuen Nebenreaktionen und bilden einen Teufelskreis, der dazu führt, dass Temperatur und Druck im Inneren der Batterie stark ansteigen und schließlich zu einer Explosion führt.
Langfristige Überladung der Batteriezelle
Unter langfristigen Ladebedingungen können Überladung und Überstrom auch zu hohen Temperaturen und hohem Druck führen, was wiederum zu Sicherheitsrisiken führen kann.
Externe Faktoren
Externer Kurzschluss
Obwohl externe Kurzschlüsse selten direkt zu einem thermischen Durchgehen der Batterie führen, können langfristige externe Kurzschlüsse dazu führen, dass schwache Verbindungspunkte im Stromkreis durchbrennen, was wiederum zu schwerwiegenderen Sicherheitsproblemen führen kann.
Externe hohe Temperatur
In Umgebungen mit hohen Temperaturen verdunstet das Elektrolytlösungsmittel von Lithiumbatterien schneller, die Elektrodenmaterialien dehnen sich aus und der Innenwiderstand steigt, was zu Undichtigkeiten, Kurzschlüssen usw. führen und Explosionen oder Brände verursachen kann.
Mechanische Vibration oder Beschädigung
Wenn Lithiumbatterien während des Transports, der Verwendung oder der Wartung starken mechanischen Vibrationen oder Beschädigungen ausgesetzt sind, kann die Membran oder der Elektrolyt der Batterie beschädigt werden, was zu einem direkten Kontakt zwischen metallischem Lithium und Elektrolyt führt, eine exotherme Reaktion auslöst und letztendlich zu einer Explosion oder Explosion führt Feuer.
Ladeproblem
Überladung: Die Schutzschaltung ist außer Kontrolle oder der Erkennungsschrank ist außer Kontrolle, was dazu führt, dass die Ladespannung größer als die Nennspannung der Batterie ist, was zu einer Zersetzung des Elektrolyten, heftigen Reaktionen innerhalb der Batterie und einem schnellen Anstieg der internen Ladung führt Der Druck der Batterie kann zu einer Explosion führen.
Überstrom: Ein zu hoher Ladestrom kann dazu führen, dass Lithiumionen keine Zeit haben, sich in das Polstück einzubetten, und dass sich auf der Oberfläche des Polstücks Lithiummetall bildet, das in die Membran eindringt und einen direkten Kurzschluss zwischen dem Plus- und Minuspol und eine Explosion verursacht .
Abschluss
Die Ursachen für Explosionen von Lithiumbatterien sind interne Kurzschlüsse, thermisches Durchgehen, langfristiges Überladen der Batteriezelle, externe Kurzschlüsse, externe hohe Temperaturen, mechanische Vibrationen oder Schäden, Ladeprobleme und andere Aspekte. Daher ist es bei der Verwendung und Wartung von Lithiumbatterien erforderlich, die einschlägigen Sicherheitsvorschriften strikt einzuhalten, um die Sicherheit und Stabilität der Batterie zu gewährleisten. Gleichzeitig sind eine Stärkung der Sicherheitsüberwachung und vorbeugender Maßnahmen auch wichtige Mittel, um Explosionen von Lithiumbatterien zu verhindern.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 24. Juli 2024