درک خطر انفجار باتری های لیتیوم یون پلیمری

بر اساس نوع الکترولیت مورد استفاده، باتری‌های لیتیوم یونی به باتری‌های لیتیوم یون مایع (LIB) و باتری‌های لیتیوم یون پلیمری (PLB) که به عنوان باتری‌های لیتیوم یون پلاستیکی نیز شناخته می‌شوند، دسته‌بندی می‌شوند.

PLB ها از همان مواد آند و کاتدی مانند باتری های لیتیوم یون مایع، از جمله اکسید لیتیوم کبالت، اکسید لیتیوم منگنز، مواد سه تایی و فسفات آهن لیتیوم برای کاتد و گرافیت برای آند استفاده می کنند. تفاوت اصلی در الکترولیت مورد استفاده نهفته است: PLB ها الکترولیت مایع را با یک الکترولیت پلیمر جامد جایگزین می کنند که می تواند "خشک" یا "ژل مانند" باشد. اکثر PLB ها در حال حاضر از الکترولیت ژل پلیمری استفاده می کنند.

حال این سوال پیش می آید که آیا باتری های لیتیوم یون پلیمری واقعا منفجر می شوند؟ با توجه به اندازه کوچک و وزن سبک آنها، PLB ها به طور گسترده در لپ تاپ ها، تلفن های هوشمند و سایر لوازم الکترونیکی قابل حمل استفاده می شوند. با این وسایل که اغلب در اطراف حمل می شوند، ایمنی آنها بسیار مهم است. بنابراین، ایمنی PLB ها چقدر قابل اعتماد است و آیا آنها خطر انفجار دارند؟

1. PLB ها از الکترولیت ژل مانند استفاده می کنند که با الکترولیت مایع در باتری های لیتیوم یون متفاوت است. این الکترولیت ژل مانند نمی جوشد و مقدار زیادی گاز تولید نمی کند و در نتیجه احتمال انفجارهای شدید را از بین می برد.
2. باتری‌های لیتیومی معمولاً دارای برد محافظ و خط ضد انفجار برای ایمنی هستند. با این حال، اثربخشی آنها می تواند در بسیاری از شرایط محدود شود.
3. PLB ها بر خلاف پوشش فلزی سلول های مایع، از بسته بندی انعطاف پذیر پلاستیکی آلومینیومی استفاده می کنند. در صورت مسائل ایمنی، به جای انفجار، متورم می شوند.
4. PVDF، به عنوان یک ماده چارچوب برای PLB ها، عملکرد عالی دارد.

اقدامات احتیاطی ایمنی برای PLBs:

• اتصال کوتاه: در اثر عوامل داخلی یا خارجی، اغلب در هنگام شارژ ایجاد می شود. اتصال ضعیف بین صفحات باتری نیز می تواند منجر به اتصال کوتاه شود. اگرچه اکثر باتری‌های لیتیوم یون دارای مدارهای محافظ و خطوط ضد انفجار هستند، اما ممکن است همیشه مؤثر نباشند.
• شارژ بیش از حد: اگر یک PLB برای مدت طولانی با ولتاژ بسیار بالا شارژ شود، می تواند باعث گرمای بیش از حد داخلی و افزایش فشار شود که منجر به انبساط و پارگی شود. شارژ بیش از حد و تخلیه عمیق نیز می تواند به طور غیر قابل برگشتی به ترکیب شیمیایی باتری آسیب برساند و به طور قابل توجهی بر طول عمر آن تأثیر بگذارد.

لیتیوم بسیار واکنش پذیر است و می تواند به راحتی آتش بگیرد. در هنگام شارژ و دشارژ، گرم شدن مداوم باتری و انبساط گازهای تولید شده می تواند فشار داخلی را افزایش دهد. اگر بدنه آسیب دیده باشد، می تواند منجر به نشت، آتش سوزی یا حتی انفجار شود. با این حال، PLB ها بیشتر احتمال دارد که متورم شوند تا منفجر شوند.

مزایای PLBs:

1. ولتاژ کاری بالا در هر سلول
2. چگالی ظرفیت زیاد
3. حداقل خود تخلیه.
4. عمر چرخه طولانی، بیش از 500 چرخه.
5. بدون اثر حافظه
6. عملکرد ایمنی خوب، با استفاده از بسته بندی پلاستیکی انعطاف پذیر آلومینیومی.
7. بسیار نازک، می تواند در فضاهایی به اندازه کارت اعتباری جا شود.
8. سبک وزن: بدون نیاز به پوشش فلزی.
9. ظرفیت بزرگتر در مقایسه با باتری های لیتیومی با اندازه معادل.
10. مقاومت داخلی کم
11. ویژگی های تخلیه عالی
12. طراحی تخته حفاظتی ساده

معایب PLB ها:

1. هزینه تولید بالا.
2. نیاز به مدار محافظ