Beskyttelsestiltak for litiumbatterier

Etter overlading av litiumbattericellen til en spenning over 4,2V, vil den begynne å få bivirkninger. Jo høyere overladespenning, jo høyere er faren. Når spenningen til en litiumbattericelle overstiger 4,2V, forblir mindre enn halvparten av litiumatomene i det positive elektrodematerialet. På dette tidspunktet kollapser lagringscellen ofte, noe som forårsaker permanent kapasitetstap i batteriet. Hvis ladingen fortsetter, siden lagringscellen til den negative elektroden allerede er fylt med litiumatomer, vil påfølgende litiummetall samle seg på overflaten av det negative elektrodematerialet. Disse litiumatomene vil vokse dendrittiske krystaller fra den negative elektrodeoverflaten i retning av litiumioner. Disse litiummetallkrystallene vil passere gjennom membranen, og forårsake kortslutning mellom de positive og negative polene. Noen ganger eksploderer batteriet før en kortslutning oppstår, fordi under overladingsprosessen vil materialer som elektrolytt brytes ned for å produsere gass, noe som får batterihuset eller trykkventilen til å bule og briste, slik at oksygen kan komme inn og reagere med litiumatomer som samles på negativ elektrodeoverflate, noe som fører til en eksplosjon.
Derfor, når du lader litium-ion-batterier, er det nødvendig å sette en spenningsgrense for samtidig å vurdere batteriets levetid, kapasitet og sikkerhet. Den optimale ladespenningsgrensen er 4,2V. Ved utlading av litiumbatterier bør det også være en lavere spenningsgrense. Når spenningen til battericellen er under 2,4V, vil noen materialer begynne å bli skadet. Siden batteriet vil selvutlades, jo lenger det er utladet, jo lavere vil spenningen være. Derfor er det bedre å ikke lade den ut ved 2,4V før den stopper. I løpet av utladingsperioden fra 3,0V til 2,4V, utgjør energien som frigjøres av litiumbatterier bare omtrent 3 prosent av batterikapasiteten. Derfor er 3.0V en ideell utladningsgrensespenning. Under lading og utlading er det i tillegg til spenningsbegrensning også nødvendig med strømbegrensning. Når strømmen er for høy, kan ikke litiumioner komme inn i lagringscellen i tide og vil samle seg på overflaten av materialet.
Etter at disse litiumionene erverver elektroner, vil de generere litiumatomkrystaller på overflaten av materialet, som i likhet med overlading kan forårsake fare. Hvis batteridekselet sprekker, vil det eksplodere. Derfor bør beskyttelsen av litiumion-batterier i det minste omfatte: den øvre grensen for ladespenning, den nedre grensen for utladningsspenning og den øvre grensen for strøm. Generelt vil en litiumbatteripakke, i tillegg til litiumbattericellene, ha en beskyttelsesplate, som hovedsakelig gir disse tre beskyttelsene. Imidlertid er disse tre beskyttelsene til beskyttelseskortet åpenbart ikke nok, og globale litiumbatterieksplosjoner er fortsatt hyppige. For å sikre sikkerheten til batterisystemet, er det nødvendig å gjennomføre en mer detaljert analyse av årsakene til batterieksplosjoner.