A polimer lítium-ion akkumulátorok robbanásveszélyének megértése

A használt elektrolit típusa alapján a lítium-ion akkumulátorokat folyékony lítium-ion akkumulátorokra (LIB) és polimer lítium-ion akkumulátorokra (PLB), más néven műanyag lítium-ion akkumulátorokra osztják.

A PLB-k ugyanazokat az anód- és katódanyagokat használják, mint a folyékony lítium-ion akkumulátorok, beleértve a lítium-kobalt-oxidot, a lítium-mangán-oxidot, a háromkomponensű anyagokat és a lítium-vas-foszfátot a katódhoz, valamint a grafitot az anódhoz. Az elsődleges különbség a felhasznált elektrolitban rejlik: a PLB-k a folyékony elektrolitot szilárd polimer elektrolitra cserélik, amely lehet "száraz" vagy "gélszerű". A legtöbb PLB jelenleg polimer gél elektrolitot használ.

Felmerül a kérdés: valóban felrobbannak a polimer lítium-ion akkumulátorok? Kis méretük és könnyű súlyuk miatt a PLB-ket széles körben használják laptopokban, okostelefonokban és más hordozható elektronikai eszközökben. Mivel ezeket az eszközöket gyakran hordják magukkal, biztonságuk a legfontosabb. Tehát mennyire megbízható a PLB-k biztonsága, és jelentenek-e robbanásveszélyt?

1. A PLB-k gélszerű elektrolitot használnak, amely különbözik a lítium-ion akkumulátorok folyékony elektrolitjától. Ez a gélszerű elektrolit nem forr fel és nem termel nagy mennyiségű gázt, így kiküszöböli az erőszakos robbanások lehetőségét.
2. A lítium akkumulátorok általában védőlappal és robbanásgátló vezetékkel vannak ellátva a biztonság érdekében. Hatékonyságuk azonban számos helyzetben korlátozható.
3. A PLB-k alumínium műanyag rugalmas csomagolást használnak, szemben a folyékony cellák fém burkolatával. Biztonsági problémák esetén hajlamosak megduzzadni, mint felrobbanni.
4. A PVDF, mint a PLB-k keretanyaga, kiválóan teljesít.

Biztonsági óvintézkedések PLB-kre:

• Rövidzárlat: Belső vagy külső tényezők okozzák, gyakran töltés közben. Az akkumulátorlemezek közötti rossz kötés rövidzárlathoz is vezethet. Bár a legtöbb lítium-ion akkumulátor védőáramkörrel és robbanásgátló vezetékkel rendelkezik, ezek nem mindig hatékonyak.
• Túltöltés: Ha a PLB-t túl hosszú ideig túl magas feszültséggel töltik, az belső túlmelegedést és nyomásnövekedést okozhat, ami táguláshoz és szakadáshoz vezethet. A túltöltés és a mélykisütés is visszafordíthatatlanul károsíthatja az akkumulátor kémiai összetételét, jelentősen befolyásolva annak élettartamát.

A lítium nagyon reaktív és könnyen meggyulladhat. A töltés és kisütés során az akkumulátor folyamatos felmelegedése és a keletkező gázok tágulása növelheti a belső nyomást. Ha a burkolat megsérül, az szivárgást, tüzet vagy akár robbanást is okozhat. A PLB-k azonban nagyobb valószínűséggel dagadnak, mint felrobbannak.

A PLB-k előnyei:

1. Magas üzemi feszültség cellánként.
2. Nagy kapacitássűrűség.
3. Minimális önkisülés.
4. Hosszú ciklus élettartam, több mint 500 ciklus.
5. Nincs memóriahatás.
6. Jó biztonsági teljesítmény alumínium műanyag rugalmas csomagolás használatával.
7. Ultravékony, hitelkártya méretű helyekre is elfér.
8. Könnyű: Nincs szükség fém burkolatra.
9. Nagyobb kapacitás az azonos méretű lítium akkumulátorokhoz képest.
10. Alacsony belső ellenállás.
11. Kiváló kisülési jellemzők.
12. Egyszerűsített védőtábla kialakítás.

A PLB-k hátrányai:

1. Magas gyártási költség.
2. Védőáramkör szükséges.