Kerosakan Pengembangan Bateri Litium

Ciri-ciri cangkang
Litium, dengan nombor atom 3 dan berat atom 6.941, adalah unsur logam alkali yang paling ringan. Untuk meningkatkan keselamatan dan voltan, saintis telah mencipta bahan seperti grafit dan litium kobalt oksida untuk menyimpan atom litium. Struktur molekul bahan-bahan ini membentuk grid penyimpanan kecil berskala nano yang boleh digunakan untuk menyimpan atom litium. Dengan cara ini, walaupun cangkang bateri rosak dan oksigen masuk, molekul oksigen terlalu besar untuk memasuki grid simpanan kecil ini, supaya atom litium tidak akan bersentuhan dengan oksigen dan mengelakkan letupan.
Langkah-langkah perlindungan
Apabila sel bateri litium dicas berlebihan kepada voltan lebih tinggi daripada 4.2V, kesan sampingan akan mula berlaku. Semakin tinggi voltan cas berlebihan, semakin tinggi bahayanya. Apabila voltan sel bateri litium lebih tinggi daripada 4.2V, bilangan atom litium yang tinggal dalam bahan elektrod positif adalah kurang daripada separuh, dan grid penyimpanan sering runtuh pada masa ini, menyebabkan bateri mengalami kehilangan kapasiti kekal. Jika pengecasan berterusan, memandangkan grid penyimpanan elektrod negatif sudah penuh dengan atom litium, logam litium seterusnya akan terkumpul pada permukaan bahan elektrod negatif. Atom litium ini akan menumbuhkan dendrit dari permukaan elektrod negatif ke arah ion litium. Hablur logam litium ini akan melalui diafragma dan litar pintas elektrod positif dan negatif. Kadangkala bateri meletup sebelum litar pintas berlaku. Ini kerana semasa proses pengecasan berlebihan, elektrolit dan bahan lain akan terurai dan menghasilkan gas, menyebabkan cengkerang bateri atau injap tekanan membengkak dan pecah, membolehkan oksigen masuk dan bertindak balas dengan atom litium yang terkumpul pada permukaan elektrod negatif, dan kemudian meletup.
Oleh itu, apabila mengecas bateri litium, adalah perlu untuk menetapkan had voltan atas untuk mengambil kira hayat bateri, kapasiti dan keselamatan pada masa yang sama. Had atas voltan pengecasan yang paling ideal ialah 4.2V. Terdapat juga had voltan yang lebih rendah semasa menyahcas bateri litium. Apabila voltan bateri lebih rendah daripada 2.4V, beberapa bahan akan mula rosak. Kerana bateri akan nyahcas sendiri, semakin lama ia dinyahcas, semakin rendah voltannya. Oleh itu, sebaiknya jangan berhenti menyahcas pada 2.4V. Semasa tempoh bateri litium dinyahcas daripada 3.0V hingga 2.4V, tenaga yang dikeluarkan hanya menyumbang kira-kira 3% daripada kapasiti bateri. Oleh itu, 3.0V ialah voltan pemotongan nyahcas yang ideal. Apabila mengecas dan menyahcas, sebagai tambahan kepada sekatan voltan, sekatan semasa juga diperlukan. Apabila arus terlalu besar, ion litium tidak akan mempunyai masa untuk memasuki sel penyimpanan dan akan berkumpul di permukaan bahan.
Selepas ion litium ini memperoleh elektron, atom litium akan terhablur pada permukaan bahan, yang berbahaya sama seperti pengecasan berlebihan. Jika shell bateri rosak, ia akan meletup. Oleh itu, perlindungan bateri litium-ion mestilah sekurang-kurangnya termasuk: had atas voltan pengecasan, had bawah voltan nyahcas, dan had atas arus. Secara umum, sebagai tambahan kepada sel bateri litium, akan ada papan perlindungan dalam pek bateri litium, yang terutamanya menyediakan tiga perlindungan ini. Walau bagaimanapun, ketiga-tiga perlindungan papan perlindungan ini jelas tidak mencukupi, dan letupan bateri litium masih kerap berlaku di seluruh dunia. Untuk memastikan keselamatan sistem bateri, adalah perlu untuk menjalankan analisis yang lebih teliti tentang punca letupan bateri.