Защо литиевите батерии се подуват и как да го предотвратим?

Съдържание

Какво точно се случва, когато литиево-йонна батерия се надуе?

Когато хората забележат своителитиева батерияАко батерията се удебели или корпусът започне да се издува, те обикновено се паникьосват. Подуването, наричано още подуване или издуване, означава, че вътре в клетките се натрупва газ. В обикновена литиева батерия, торбичката или металната кутия е плътно запечатана. След като газът се образува и няма къде да отиде, налягането разтваря слоевете и целият пакет се разширява. В тежки случаи, пакетът може да удвои дебелината си и дори да се разцепи.

Най-чести причини за подуване на литиеви батерии

Подуването рядко се случва само по една причина. Обикновено няколко фактора действат заедно. Добрата новина е, че почти всички случаи произтичат от няколко добре познати причини, които е лесно да се избегнат, след като ги опознаете.

Презареждане – враг номер 1

Презареждането е най-честата причина. Когато напрежението надхвърли 4,2 V–4,25 V на клетка (в зависимост от химичния състав), електролитът започва да се разгражда. Този процес, наречен разлагане на електролита, създава газове като СО₂, СО и водород. Дори малко презареждане от 0,1 V, повтаряно многократно, бавно ще напълни клетката с газ. Евтините зарядни устройства без подходящо прекъсване или повредените Сграда за управление на сградата (BMS) платки са обичайните виновници.

Повреди от преразреждане и дълбоко разреждане

Изтощаването на литиево-йонна батерия под безопасното ѝ напрежение (обикновено 2,5–3,0 V на клетка) разтваря медния токоприемник. Когато по-късно я заредите отново, медните йони могат да образуват дендрити, които пробиват сепаратора и причиняват микрокъси съединения. Тези малки къси съединения генерират топлина и газ всеки цикъл, докато батерията видимо се надуе.

Екстремните температури ускоряват натрупването на газове

Високата температура ускорява почти всяка нежелана химическа реакция вътре в клетката. Над 45°C по време на зареждане или разреждане, растежът на СЕИ слоя и окислението на електролита стават много по-бързи, което води до бързо отделяне на газ. Зареждането под 0°C е също толкова лошо – то води до литиево покритие върху анода, което също генерира газ, когато покритият метал реагира по-късно.

Физически повреди и вътрешни къси съединения

Изпускането на батерия за електрически велосипед, презатягането на винтове на електрически инструменти или вибрациите в промишлено оборудване могат да смачкат или пробият желеобразната ролка вътре. Дори малка деформация може да притисне катода и анода заедно през сепаратора. Полученото вътрешно късо съединение създава интензивна локална топлина и бързо образуване на газ.

Нормално стареене и граници на жизнения цикъл

Всяка литиева батерия има ограничен брой цикли, преди химичният ѝ състав да започне да се разгражда. След 500–1000 пълни цикъла (в зависимост от дълбочината на разреждане и температурата), СЕИ слоят се удебелява и електролитът бавно се разгражда. Образуването на газ е част от естественото стареене. Добре третираната батерия може да остане плоска в продължение на години; интензивно използваната ще започне да се надува, дори и никога да не е била използвана.

Клетки с лошо качество или лошо сглобяване

Нискокачествените батерии често съдържат примеси или имат неравномерно покритие. Тези дефекти действат като катализатори за странични реакции от първия ден. Лошото заваряване, замърсеният електролит или липсващите предпазни отвори в евтините батерии правят подуването почти неизбежно през първата година.

Ранни предупредителни знаци, които никога не бива да пренебрегвате

Хванете го рано и все още имате време да действате. Търсете:
• Калъфът е топъл след нормална употреба
• Лека издутина от едната страна (сравнете с нова опаковка)
• Намалено време на работа, въпреки че напрежението е нормално
• Необичаен съскащ звук или миризма
Всяко от тези неща означава, че литиево-йонната батерия вече произвежда газ.

Какво да направите, ако вашият литиево-йонна батерия вече се подува

Спрете да го използвате незабавно. Преместете батерията в огнеупорна зона, далеч от запалими материали. Не я пробивайте, не стискайте и не се опитвайте да я зареждате отново – това може да доведе до изпускане на пламъци. Разредете я бавно до 0%, ако е възможно (с помощта на резистор или подходящ разрядник), след което я занесете в сертифицирано съоръжение за рециклиране. Никога не изхвърляйте подута литиева батерия в кошчето.

Практични начини за предотвратяване на подуване на литиево-йонна батерия

Повечето отоци могат да бъдат предотвратени с прости навици:
• Винаги използвайте оригиналното зарядно устройство или сертифициран заместител
• Никога не оставяйте батерията на зарядното устройство с дни
• Съхранявайте при 30–50% заряд на хладно място (15–25 °C), ако не се използва в продължение на седмици
• Избягвайте пълно разреждане; презареждайте, когато все още имате 20% останал заряд
• Пазете от пряка слънчева светлина и таблата на автомобила през лятото
• Проверявайте визуално опаковката на всеки няколко месеца

Бързи ЧЗВ за подуващи се литиеви батерии

В: Безопасна ли е за употреба леко подута литиева батерия?
A: Не. Дори леко подуване означава, че е започнало вътрешно увреждане. Продължителната употреба може да доведе до внезапна повреда или пожар.

В: Мога ли да избутам газта и да продължа да го използвам?
A: Никога. Пробиването освобождава запалими електролитни пари и почти винаги предизвиква пожар.

В: Ще спре ли подуването, ако просто го съхранявам?
A: Не. Химичните реакции продължават бавно дори в покой.

В: Колко време отнема набъбването на литиево-йонна батерия след злоупотреба?
A: От няколко дни (силно презареждане) до няколко месеца (леко презареждане + топлина).

Разбирането защо литиевите батерии се подуват ви помага да се отнасяте правилно с тях и да избягвате страшни изненади. Отнасяйте се с тях с основни грижи и те ще ви служат надеждно години наред.