Introduction:
Piles au lithiumsont devenus partie intégrante de notre vie quotidienne, alimentant tout, des smartphones et ordinateurs portables aux véhicules électriques et aux systèmes de stockage d'énergie. Les batteries au lithium sont largement utilisées, mais il y a eu des cas d'incendies et d'explosions qui, bien que rares, ont suscité des inquiétudes quant à leur sécurité. Comprendre les facteurs pouvant conduire à de tels incidents est essentiel pour garantir une utilisation sûre et fiable des batteries au lithium.
Les explosions de batteries au lithium constituent un grave problème de sécurité et les causes de leur apparition sont complexes et variées, comprenant principalement des facteurs internes et externes.
Facteurs internes
Court-circuit interne
Capacité d'électrode négative insuffisante : lorsque la capacité de l'électrode négative de l'électrode positive d'une batterie au lithium est insuffisante, les atomes de lithium générés pendant la charge ne peuvent pas être insérés dans la structure intercalaire du graphite de l'électrode négative et précipiteront à la surface de l'électrode négative. pour former des cristaux. L'accumulation à long terme de ces cristaux peut provoquer un court-circuit, la cellule de la batterie se décharge rapidement, génère beaucoup de chaleur, brûle le diaphragme, puis provoque une explosion.
Absorption d'eau de l'électrode et réaction électrolytique : Une fois que l'électrode a absorbé l'eau, elle peut réagir avec l'électrolyte pour produire des renflements d'air, ce qui peut en outre provoquer des courts-circuits internes.
Problèmes d'électrolyte : La qualité et les performances de l'électrolyte lui-même, ainsi que la quantité de liquide injectée lors de l'injection qui ne répond pas aux exigences du processus, peuvent affecter la sécurité de la batterie.
Impuretés dans le processus de production : Les impuretés, poussières, etc. pouvant exister pendant le processus de production de la batterie peuvent également provoquer des micro-courts-circuits.
Emballement thermique
Lorsqu'un emballement thermique se produit à l'intérieur d'une batterie au lithium, une réaction chimique exothermique se produit entre les matériaux internes de la batterie et des gaz inflammables tels que l'hydrogène, le monoxyde de carbone et le méthane sont produits. Ces réactions vont entraîner de nouvelles réactions secondaires, formant un cercle vicieux, provoquant une forte augmentation de la température et de la pression à l’intérieur de la batterie, et conduisant finalement à une explosion.
Surcharge à long terme de la cellule de batterie
Dans des conditions de charge à long terme, la surcharge et la surintensité peuvent également entraîner une température et une pression élevées, ce qui peut entraîner des risques pour la sécurité.
Facteurs externes
Court-circuit externe
Bien que les courts-circuits externes provoquent rarement directement un emballement thermique de la batterie, des courts-circuits externes à long terme peuvent provoquer des brûlures aux points de connexion faibles du circuit, ce qui peut entraîner des problèmes de sécurité plus graves.
Température externe élevée
Dans des environnements à haute température, le solvant électrolytique des batteries au lithium s'évapore plus rapidement, les matériaux des électrodes se dilatent et la résistance interne augmente, ce qui peut provoquer des fuites, des courts-circuits, etc., provoquant des explosions ou des incendies.
Vibrations ou dommages mécaniques
Lorsque les batteries au lithium sont soumises à de fortes vibrations mécaniques ou à des dommages pendant le transport, l'utilisation ou l'entretien, le diaphragme ou l'électrolyte de la batterie peuvent être endommagés, entraînant un contact direct entre le lithium métallique et l'électrolyte, déclenchant une réaction exothermique et conduisant finalement à une explosion ou à une explosion. feu.
Problème de charge
Surcharge : le circuit de protection est hors de contrôle ou l'armoire de détection est hors de contrôle, ce qui entraîne une tension de charge supérieure à la tension nominale de la batterie, entraînant une décomposition de l'électrolyte, des réactions violentes à l'intérieur de la batterie et une augmentation rapide de la tension interne. pression de la batterie, ce qui peut provoquer une explosion.
Surintensité : un courant de charge excessif peut empêcher les ions lithium de s'intégrer dans la pièce polaire, et du lithium métallique se forme à la surface de la pièce polaire, pénétrant dans le diaphragme, provoquant un court-circuit direct entre les pôles positif et négatif et une explosion. .
Conclusion
Les causes des explosions des batteries au lithium impliquent des courts-circuits internes, un emballement thermique, une surcharge à long terme de la cellule de la batterie, des courts-circuits externes, des températures externes élevées, des vibrations ou des dommages mécaniques, des problèmes de charge et d'autres aspects. Par conséquent, lors de l’utilisation et de l’entretien des batteries au lithium, il est nécessaire de respecter strictement les règles de sécurité en vigueur pour garantir la sécurité et la stabilité de la batterie. Dans le même temps, le renforcement du contrôle de sécurité et des mesures préventives constitue également un moyen important de prévenir les explosions de batteries au lithium.
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Heure de publication : 24 juillet 2024