güvenliğilityum pilleriçin en çok endişe duyulan konulardan biridir.güç pilleri. Pilin güvenliği, pil paketinin tasarımı ve kullanım koşullarıyla çok ilgilidir. İçinpil hücresi, güvenlik sadece pozitif elektrot malzemesi ile ilgili değil, aynı zamanda negatif elektrot, ayırıcı ve elektrolit ile de ilgilidir.
Lityum iyon pilin termal kaçak süreci:
Bataryanın ısıl kaçışı, bataryanın ısı üretme oranının ısı yayma oranından çok daha yüksek olmasından ve büyük miktarda ısının birikerek zamanla dağılmamasından kaynaklanmaktadır. Özünde,"termal kaçak"bir enerji pozitif geri besleme döngüsü işlemidir: artan sıcaklık sistemin ısınmasına neden olur, böylece sıcaklık yükselir ve bu da sistemi daha sıcak hale getirir.
Kesin bir bölünme olmadan, pil termal kaçak üç aşamaya ayrılabilir:
Aşama 1: Pilin dahili termal kaçak aşaması
Dahili kısa devre, harici ısıtma veya yüksek akımla şarj etme ve boşaltma sırasında pilin kendi kendine ısınması nedeniyle, pilin dahili sıcaklığı yaklaşık 90 °C ila 100 °C'ye yükselir ve lityum tuzu LiPF6 ayrışmaya başlar ; yüklü durumda karbon negatif elektrodun kimyasal aktivitesi çok yüksektir. Metal lityuma yakın, yüzeydeki SEI filmi yüksek sıcaklıkta ayrışır ve grafit içine gömülmüş lityum iyonları elektrolit ve bağlayıcı ile reaksiyona girerek pil sıcaklığını 150°C'ye kadar yükseltir ve yeni bir şiddetli ekzotermik reaksiyon meydana gelir. bu sıcaklıkta, örneğin, PF5'i oluşturmak için büyük miktarda elektrolit ayrıştırılır ve PF5 ayrıca organik çözücülerin ayrışma reaksiyonunu katalize eder.
2. Aşama: Pil Çıkıntısı Aşaması
Pil sıcaklığı 200°C'nin üzerine çıktığında, pozitif elektrot malzemesi ayrışır, büyük miktarda ısı ve gaz salar ve ısınmaya devam eder. 250-350°C'de, lityum interkalasyonlu negatif elektrot, elektrolit ile reaksiyona girmeye başlar.
Aşama 3: Pilin termal kaçak, patlama hatası aşaması
Reaksiyon sırasında, yüklü durumdaki pozitif elektrot malzemesi şiddetli bir ayrışma reaksiyonuna girmeye başlar ve elektrolit şiddetli bir oksidasyon reaksiyonuna girerek büyük miktarda ısı açığa çıkarır, yüksek sıcaklık ve büyük miktarda gaz üretir ve pil yanar. ve patlar.