リチウム電池は危険ですか?

"リチウム 電池 は 燃え易い もの で 爆発 性の 高い もの"と いう 概念 は,多くの人 に は 深く 根付く 印象 に なり まし た.しかし,日常使用中に発生する熱は,通常,高速プロセッサから発生します. 熱走行を誘発するために必要な限界を下回ります.蓄電池の安全性に対する 高い敏感性は 蓄電池が 私たちの生活のあらゆる側面に深く組み込まれている事実から生まれますリスクの真の源について,ほとんどの人が不明です.バッテリー技術の安全性の違いや,危険を本当に避けるために必要な実践的なステップについて

I. リチウム電池の"燃やす可能性"はどこから来るのか?

バッテリーの安全性を理解するには,まず,リチウム電池の基本構造と動作論理を理解する必要があります.最も一般的なタイプ"三次リチウム電池"を例として,核は4つの構成要素で構成されています: カソード (例えば,ニッケル・コバルト・マンガンの酸化物),アノード (通常グラフィット),有機電解質,分離器.

動作原理は簡単です 充電中にリチウムイオンはカソードから脱離し,電解質と分離器を通過し,アノードに侵入します放出中に陽子は陽極からカソードへ移動し,電力の貯蔵と放出を可能にします.この制御された redox 反応は,バッテリーの安定した出力力の基礎を形成します.
しかし,この高い性能には安全性リスクが伴う.

燃焼 に 寄与 する 主要 な 要因
高電圧と高エネルギー密度を達成するために,リチウム電池のために選択された材料は,固有のリスクを持ちます.

• 有機 電解 質 は 易燃 性 が 高い
リチウム電池は通常,炭酸塩ベースの有機電解質を使用します.これらの電池は高電圧範囲をサポートし,効率的なイオン輸送を保証しますが,本質的に炎症性があり,揮発性があります.高温や露天の炎にさらされた場合,燃焼のリスクがある.
● カソード は 高温 で 分解 し,酸素 を 放出 する
特に三極性カソード材料は高温環境で分解し,酸素を放出し,燃焼の加速剤として効果的に作用する.
• 隔離器 は 薄く しわやか です
リチウムイオンの移動を迅速に促進し,急速な充電をサポートするために,バッテリー分離器は非常に薄い厚さで普通のプラスチック袋に比べられるように作られています.ポジティブとネガティブな電極を分離する重要な障壁として機能します内部短回路を防ぐため,老化,穴開け,高温により損傷した場合,電極が直接接触します.瞬時に熱を放出する.

燃焼に必要な3つの要素のうち,燃料,酸化剤,点火源は,リチウム電池に本質的に最初の2つがあります.内部のショート・サーキットや持続的な過熱が3つ目の要素を誘発した場合熱の脱出と呼ばれる連鎖反応が起こります 温度上昇により物質の分解が加速し 分解中に放出される熱は温度をさらに上昇させます最終的には腫れが起こる漏れや火災や爆発などです

II.安全性の違い:三次性リチウム,LFP,半固体状態

携帯電話や電気自動車から家庭用エネルギー貯蔵システムや 携帯型屋外発電所まで 電力供給できる リチウム電池が 市場に出しています異なる技術に基づく電池は,固有の熱安定性とリスクプロファイルが大きく異なります"最も安全"な選択肢は存在しない.むしろ,特定の運用条件に合わせた解決策がある.

1リチウム鉄リン酸 (LFP): 優れた熱安定性とより高い故障容量

LFPは熱安定性が優れているため広く認識されています. カソード材料は高温で急速な分解と熱放出に抵抗する安定した化学構造を持っています.3次性リチウム電池と比較して,熱脱出を誘発するためのはるかに高い限界値になります.物理的な損傷を受けた場合でも,刺さりや粉砕などの場合でも,激しい熱放出や炎の発生は低い.この電池は 完全に充電されたり 高温環境に置かれたりすると 耐久性が高くなります低温での低性能が主な欠点であり,低温下での持続的な高電力の放電は電圧不均衡を引き起こす可能性があります.より堅牢なセルバランス管理システムが必要になるしたがって,LFPは,エネルギー貯蔵,家庭用電力システム,安全が最優先事項であるアプリケーションの主要な選択肢です.

2ターナリーリチウム: エネルギー密度が高く,システムレベルの保護に依存
3次リチウム電池の利点は エネルギー密度が高く 低温で安定した放電性能にあります携帯電話で広く使われています高温充電,持続的な全負荷運転,電池の電池がより化学的に活性化され,全電荷で長期貯蔵すると 熱発生や分解の危険性が高まります安全性能は,付属した熱管理システム,温度制御モジュール,過充電/過放電保護に大きく依存する.これらの保護措置が実施されている限りしかし,そのような保護がない場合や誤用の場合,リチウム鉄リン酸電池 (LFP) よりもリスクレベルが急速に上昇します..

3半固体状態:性能と安全性をバランスさせる進化的解決策
液体電解液リチウム電池と固体電池の間の 移行技術として半固体電池は液体電解液の割合を大幅に削減し,電池の密封構造を最適化します電気液漏れや燃焼のリスクを根本的に軽減します伝統的な液体電解液電池の安全性の欠点を解決しながら 印象的なエネルギー出力と低温性能を維持します性能と安全を兼ね備えたバランスの取れたソリューションです製造プロセスと関連するバッテリー管理システム (BMS) に より厳しい要件を課します厳格な基準に従って製造された製品だけが,これらのバランスのとれた安全性特性を提供することができます.

補足注:消費電子機器における2つの一般的なリチウム電池形態
日常生活で使用する消費電池は,一般的に2つのカテゴリーに分けられる.

リチウムイオン (Li-ion) 電池
通常は円筒形またはプリズマ型のハードシェルパッケージ (例:一般的な18650セル) を備えています.ノートパソコンや電動工具に広く使用され,成熟した技術と長いサイクル寿命を提供しています.

リチウムポリマー (LiPo) 電池
ポリマー電解質とソフトポッチのパッケージを使用し,スマートフォンやウェアラブルデバイス,スリームデジタル製品に適した薄くて軽量でカスタムされた形を作ることができます.従来の液体電解液硬殻電池と比較して,より低い内部抵抗と優れた放電能力を提供します穴穴や粉砕に対する抵抗は限られている.

III. 適格なリチウム電池には何層の安全保護がありますか?

リチウム電池を恐れる必要はありません. 業界は長い間,その固有の限界に対処するために,複数の層の安全対策を導入してきました.単一の電池から完全なバッテリーパックまで合格製品の安全対策は 平均的な人が想像するよりもはるかに強力です

1材料レベル: 発生源でのリスク緩和

材料の最適化への取り組みは継続しており 燃やす電解質や脆弱な分離器,デンドライトの生長を 3つの主要問題に向けています

電解液に特殊な阻燃剤を加えることで,炎点を上昇させ,炎の拡散を抑制する.
切断器の表面にセラミックコーティングを塗り込み,機械的強度を大幅に向上させ,高温で穴開けや故障の可能性を軽減する.
電極表面に安定した固体電解質間相層 (SEI) を構築し,リチウムデンドライトの成長を遅らせ,長期サイクルの間に内部ショートサーキットのリスクを低減する.

2システムレベル: バッテリーのセキュリティガードとしてBMS
電池管理システム (BMS) は,電池の電圧,電流,電池の電流,電池の電流,電池の電流,電池の電流,電池の電流,リアルタイムで毎セル文字列の温度■安全基準を超えた場合,すぐに動作します. 性能を抑制したり,電流を制限したり,電力を強制的に切断したりします.スマートフォン電池から電気自動車の電池パックまでBMSは不可欠なコアコンポーネントです. ブランド外のまたは改造されたバッテリーで一般的な問題は,適切なBMSを省略するか,安い,低精度で異常を時間内に検出できないソリューション.

ACEY-BP32-200A200ABMS テスト 機械高自動化レベル,高速テスト速度,高テスト精度で,オーバーチャージ,オーバーチャージ回収,オーバーチャージ,オーバーチャージ回収を含む13のパフォーマンステストがあります.過電流 (過充電電と過放電電)内部抵抗,自己消費,短回路保護,過充電保護時間,過電源保護時間,過放電保護時間,均衡電流そして平衡電圧.

3電力電池の高度な保護
電力電池とエネルギー貯蔵電池の保護基準は,より高い容量を持ち,より複雑な条件下で動作する電池の保護基準はさらに高くなります.

衝突や圧迫力による損傷に耐えるような 頑丈な物理的な殻
液体または空気冷却システムで 細胞の動作温度を正確に制御し,持続的な過熱を防ぐ
内部圧力が異常に上昇した場合にガスを積極的に排気させ,激しい爆発を防止する圧縮/爆発防止バルブ.
これらの設計は,故障が避けられない状況のためにではなく,極端なシナリオのために十分な安全範囲を提供するために意図されています.通常の使用では,決して必要になることはありません.しかし,極端な状況で安全のための最後の防衛線として機能します

IV. バッテリー が 膨らみ たり 寿命 の 終わり に 達 し たり し たら,どう する か

バッテリーの使用寿命が終わると 膨らみ込みや容量の低下は正常な現象ですが 不適切な操作は 新たな安全上の危険を招く可能性があります

1膨らんだ電池を操作しないでください.
主な原因は電解質分解によるガスの生成で 内部圧力が上昇し バッテリーの構造が不安定になります"ガスを出すために穴を開け"バッテリーに穴を開けると 簡単に内部のショートサーキットが発生し 即座に消火を起こします電解液は迅速に反応し,空気と接触すると熱を生成します.バッテリーが膨らんでいる場合は すぐに使用を中止し 冷やしよく換気した非金属容器に 隔離してくださいできるだけ早く 認可されたバッテリーリサイクル施設に運び去って 家庭用ゴミ箱に捨てないで.

2バッテリー廃棄物の適切な処分
* リチウム電池は危険廃棄物に分類され,重金属や有害な化学成分を含んでおり,無事に捨てたり,普通の家庭用ゴミ箱に投げたりしてはならない.
* 廃棄する前に端末を隔離する: 導電物質との接触によるショートサーキットを防ぐために,正端端末と負端末をテープで覆う.可能な限り,個々の細胞を個別に隔離する.
住宅複合施設やショッピングモールにある専用バッテリーリサイクル容器に電子機器のリサイクルセンターや電子機器のサービスセンターに安全な処分です

結論
携帯電話やヘッドフォンから電気自動車や家庭用エネルギー貯蔵システムまで リチウム電池は 携帯電話のインテリジェンスと 新しいエネルギーの時代を支えています性能と安全性のバランスをとるものとして 完璧ではありませんが 多くの人が想像するよりもはるかに危険ではありませんテクノロジーの進化とともに セキュリティの限界は 徐々に押し広げられています

現在では,燃えない固体電解質を使用する固体電池が 商業化に向かっており,液体電解質に関連する燃やす可能性の問題が根本的に解決されています.その間,先進的な熱管理システムとよりスマートなバッテリー管理システム (BMS) アルゴリズムにより,安全の盲点を最小限に抑え続けています.

わたしたち に つい て

アセイ・ニュー・エネルギー高級機器と完全な生産ラインソリューションのプロバイダーです 新エネルギー電池部門に特化した. 我々は,グローバル電池メーカーを提供することに専念しています.研究機関実験開発から大量生産まで,全ライフサイクルにわたるサービスを提供します.リチウムイオンとポリマー電池の両方の組立ソリューションを提供します.