כיצד לשפר את הבטיחות של סוללות ליתיום

היתרון של רכבי אנרגיה חדשים הוא שהם דלי פחמן וידידותיים יותר לסביבה מרכבים המונעים בבנזין. הוא משתמש בדלקים לא שגרתיים לרכב כמקור הכוח, כגון סוללות ליתיום, דלק מימן וכו'. היישום של סוללת ליתיום-יון הוא גם רחב מאוד, מלבד רכבי אנרגיה חדשים, טלפונים סלולריים, מחשבים ניידים, מחשבי טאבלט, חשמל נייד, אופניים חשמליים , כלי עבודה חשמליים וכו'.

עם זאת, אין לזלזל בבטיחותן של סוללות ליתיום-יון. מספר תאונות מראות שכאשר אנשים נטענו בצורה לא נכונה, או טמפרטורת הסביבה גבוהה מדי, קל מאוד להפעיל בעירה ספונטנית של סוללת ליתיום-יון, פיצוץ, שהפך לנקודת הכאב הגדולה ביותר בפיתוח סוללות ליתיום-יון.

אמנם התכונות של סוללת הליתיום עצמה קובעות את גורלה ה"דליק ונפיץ", אך לא בלתי אפשרי לחלוטין לצמצם את הסיכון והבטיחות. עם התקדמות מתמשכת של טכנולוגיית הסוללות, הן חברות הסלולר והן חברות רכבי אנרגיה חדשים, באמצעות מערכת ניהול סוללה סבירה ומערכת ניהול תרמית, הסוללה תוכל להבטיח בטיחות, ולא תתפוצץ או תופעת בעירה ספונטנית.

1. שפר את הבטיחות של אלקטרוליט

קיימת תגובתיות גבוהה בין אלקטרוליט לבין אלקטרודות חיוביות ושליליות, במיוחד בטמפרטורות גבוהות. כדי לשפר את בטיחות הסוללות, שיפור בטיחות האלקטרוליט היא אחת השיטות היעילות יותר. על ידי הוספת תוספים פונקציונליים, שימוש במלחי ליתיום חדשים ושימוש בממיסים חדשים, ניתן לפתור ביעילות את הסכנות הבטיחותיות של אלקטרוליט.

על פי הפונקציות השונות של התוספים, ניתן לחלק אותם לקטגוריות הבאות: תוספים להגנה על בטיחות, תוספים ליצירת סרטים, תוספים להגנה על קתודה, תוספים לייצוב מלח ליתיום, תוספים לקידום משקעים ליתיום, תוספים נגד קורוזיה של נוזל קולט, תוספים הרטבה משופרים וכו'

2. שפר את הבטיחות של חומרי האלקטרודה

פוספט ליתיום ברזל וחומרים מרוכבים משולשים נחשבים לחומרים קתודיים "בטיחותיים מצוינים" בעלות נמוכה, בעלי פוטנציאל לשימוש פופולרי בתעשיית הרכב החשמלי. עבור חומר הקתודה, השיטה הנפוצה לשיפור בטיחותו היא שינוי ציפוי, כגון תחמוצות מתכת על פני חומר הקתודה, יכול למנוע מגע ישיר בין חומר הקתודה לאלקטרוליט, לעכב את שינוי הפאזה של חומר הקתודה, לשפר את המבני שלו. יציבות, להפחית את האי-סדר של הקטיונים בסריג, על מנת להפחית את ייצור החום של תגובה צדדית.

חומר האלקטרודה השלילית, מכיוון שפני השטח שלו הם לעתים קרובות החלק של סוללת הליתיום-יון הרגיש ביותר לפירוק תרמוכימי ואקסותרמי, שיפור היציבות התרמית של סרט SEI היא שיטה מפתח לשיפור הבטיחות של חומר האלקטרודה השלילית. ניתן לשפר את היציבות התרמית של חומרי האנודה על ידי חמצון חלש, שקיעת תחמוצת מתכת ומתכת, חיפוי פולימר או פחמן.

3. שפר את עיצוב הגנת הבטיחות של הסוללה

בנוסף לשיפור הבטיחות של חומרי הסוללה, אמצעי הגנה רבים המשמשים בסוללות ליתיום-יון מסחריות, כגון הגדרת שסתומי בטיחות לסוללה, נתיכים מסיסים תרמית, חיבור רכיבים עם מקדמי טמפרטורה חיוביים בסדרה, שימוש בדיאפרגמות אטומות תרמית, טעינת הגנה מיוחדת מעגלים, ומערכות ייעודיות לניהול סוללות, הם גם אמצעים לשיפור הבטיחות.

זמן פרסום: 14-2-2023