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La seguridad de las baterías de litio

2021-11-12
Las baterías de iones de litio son propensas a desencadenar reacciones secundarias peligrosas dentro de la batería bajo sobrecarga, carga/descarga rápida, cortocircuito, abuso mecánico y choque térmico a alta temperatura, lo que puede producir fácilmente generar mucho calor y destruir las superficies negativas y positivas de la película de pasivación.

Cuando la temperatura de la batería sube a 130 °C, la película SEI en la superficie negativa se descompone, lo que da como resultado una fuerte reacción redox cuando el ánodo de carbono de litio altamente activo se expone al electrolito. Cuando la temperatura local interna de la batería sube por encima de 200°C, la película de pasivación en la superficie del electrodo positivo descompone el electrodo positivo, generando precipitación de oxígeno, y continúa reaccionando violentamente con el electrolito, generando una gran cantidad de calor y formando una alta presión interna. Cuando la temperatura de la batería supera los 240°C, también se producirá una reacción exotérmica violenta entre el ánodo de carbono de litio y el aglutinante.

Cómo evaluar la seguridad de las baterías de litio
Una forma es utilizar instrumentos pertinentes. El calorímetro del instrumento de evaluación es el instrumento más importante en la investigación de seguridad de las baterías de litio. El calorímetro más utilizado es el Calorímetro Acelerado (ARC). ARC es un nuevo tipo de instrumento de análisis térmico recomendado por las Naciones Unidas para la evaluación de materiales peligrosos, que proporciona datos de tiempo, temperatura y presión para reacciones químicas en condiciones adiabáticas. El diseño ARC, basado en el principio adiabático, se puede utilizar para medir la temperatura inicial de descomposición de la muestra y la temperatura y la presión a lo largo del tiempo durante el proceso adiabático con precisión utilizando el gran peso de la muestra, la alta sensibilidad y el cambio de descomposición térmica Curva, especialmente para viajar en la calorimetría de barrido y no puede dar el análisis térmico diferencial del material y otros métodos de proceso de cambio lento de presión de descomposición térmica.

Método de evaluación de seguridad ARC
ARC proporciona un entorno casi adiabático mediante un seguimiento preciso de la temperatura, lo que evita el intercambio de calor entre la muestra y el entorno, principalmente para probar y analizar el comportamiento exotérmico de la muestra bajo prueba. Además de las pruebas de fuga térmica, ARC se puede usar en combinación con fuentes de corriente constante de CC y equipos de carga/descarga para probar la capacidad de calor específico de la batería y el aumento de temperatura adiabático durante la carga/descarga. La temperatura de una batería de litio tiene un impacto significativo en la seguridad de la batería. Es importante destacar que la temperatura tiene un gran impacto en la química interna de las baterías de iones de litio. La temperatura excesiva puede incluso dañar la vida útil de las baterías de iones de litio y, en casos graves, puede provocar problemas de seguridad de las baterías de iones de litio.
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