Опасности и меры противодействия перезарядке литиевых батарей

Безопасное и эффективное использование литиевых батарей имеет важное значение в большом количестве приложений. Опасности, связанные с перезаряженными литиевыми батареями, могут быть значительными, в том числе огонь, взрывы, и выброс опасных материалов. Чтобы предотвратить такие риски, важно понимать условия, которые приводят к перезарядке литиевой батареи, и принимать меры для предотвращения их возникновения. В этой статье будут обсуждаться потенциальные опасности, связанные с перезаряженной батареей, а также стратегии снижения этих рисков.

Литий-ионные (Li-ion) элементы широко используются из-за их высокой плотности энергии и относительно малого веса по сравнению с другими типами химических перезаряжаемых элементов. Однако при неправильном управлении они могут стать опасно нестабильными при воздействии чрезмерного зарядного тока или напряжения. Перезарядка может привести к необратимому повреждению, известному как тепловой разгон, который приводит к перегреву и выпуску токсичного дыма или даже к риску возгорания или взрыва. Кроме того, выделяющиеся газы представляют опасность для здоровья при вдыхании персоналом, работающим в непосредственной близости. Таким образом, очень важно иметь надлежащие протоколы безопасности для защиты от этих опасностей.

 

Что такое перезаряд литиевой батареи?

Относится к тому моменту, когда литиевая батарейка Во время зарядки напряжение зарядки превышает установленное напряжение, например, номинальное напряжение аккумулятора составляет 3,7 В, а напряжение полностью заряженного аккумулятора составляет 4,2 ± 0,05 В. То есть максимальное напряжение составляет 4,25В, а перезарядом называется, если оно превышает 4,25В.

Литиевая батарейка Перезаряд подобен бомбе замедленного действия, готовой взорваться и потенциально причинить катастрофический вред. Это происходит, когда к аккумулятору подается слишком большой заряд. литиевая батарейка, что приводит к чрезмерному накоплению энергии, что может привести к быстрому нагреву и даже возгоранию клеток внутри него. Эта опасность представляет собой серьезный риск для всех, кто использует или работает с такими батареями, а также для тех, кто ежедневно с ними взаимодействует.

 

Что происходит, когда литиевая батарея перезаряжена?

Когда литиевая батарейка перезаряжен, это может привести к необратимому повреждению ячеек аккумулятора. Повреждения такого типа невозможно устранить никакими способами и потенциально могут сделать устройство непригодным для использования или даже опасным.

Опасности, связанные с перезарядкой литиевые батареи включать:
- Снижение емкости из-за пониженного напряжения ячейки.
- Повышение температуры, которое может привести к тепловому разгону, ведущему к потенциальной опасности возгорания.
- Ухудшение характеристик электролита, приводящее к коррозии.
- Сокращение срока службы за счет меньшего количества доступных циклов перезарядки.

 

Как определить, перезаряжена ли литиевая батарея?

Судя по тому, является ли литиевая батарейка завышена или нет, можно сделать, выполнив следующие действия:

1. Проверьте рукой внешнюю температуру батареи, чтобы почувствовать, не слишком ли она горячая.
2. Обращайте внимание на любой дым, искры, запах и другие физические признаки, связанные с перезарядкой устройства, содержащего литиевая батарейка.
3. Контролируйте показания напряжения на мультиметре на предмет аномально высоких напряжений, превышающих ожидаемые для полностью заряженного состояния для этого конкретного типа аккумулятора. литиевая батарейка клетка.
4. Если возможно, контролируйте потребляемый ток с помощью цифрового амперметра, чтобы определить потенциальные короткие замыкания, возникающие внутри самого устройства из-за чрезмерного нагрева, вызванного состоянием перезарядки элементов литиевой батареи, используемых в таких приложениях.

Если наблюдалось какое-либо из этих четырех условий, необходимо принять немедленные меры по отключению источников питания и предотвращению дальнейшего ущерба, одновременно пытаясь выяснить, что стало причиной такого происшествия. Важно помнить, что профилактика всегда лучше, чем лечение, когда речь идет об опасных ситуациях, связанных с устройствами электрохимического хранения энергии, такими как литиевые батареи, которые могут нанести серьезный вред при неправильном или неправильном обращении. поддерживается в течение их жизненного цикла использования в настройках приложения электронной системы.

 

Как обнаружить перезаряженный аккумулятор

При обсуждении перезарядки литиевой батареи одним из наиболее важных соображений является то, как обнаружить перезаряженную батарею. Это критический компонент в управлении литиевыми батареями, потому что, если его не обнаружить, перезарядка может привести к тепловому разгону и катастрофическим последствиям. отказ. Чтобы помочь в обнаружении, существуют различные методы тестирования, которые могут использовать эксперты по безопасности или технические специалисты, обладающие знаниями в области литиевые батареи.

Первый шаг в обнаружении перезаряженный аккумулятор заключается в проверке состояния его заряда (SOC). Тест SOC измеряет количество заряда, оставшегося в ячейке или модуле, и предоставляет информацию о текущем уровне их работоспособности. Если SOC выходит за пределы допустимых параметров, необходимо провести дальнейшее расследование для выявления потенциальных причин, таких как чрезмерные зарядные токи или напряжения. Кроме того, визуальный осмотр на наличие признаков вздутия, коррозии, изменения цвета или утечка также следует провести.

Другой способ обнаружить перезаряженную батарею — измерение импеданса с использованием специального оборудования, такого как анализатор электрохимической спектроскопии импеданса (EIS), который измеряет электрическое сопротивление в диапазоне частот. Результаты этого теста дают представление о внутреннем сопротивлении внутри ячеек и модулей, а также о любых потерях емкости из-за возраста или характера использования. Данные, собранные в результате этих тестов, могут указать, подвергалась ли батарея воздействию высоких температур или экстремальных уровней циклов разрядки/перезарядки, что может указывать на основную проблему с алгоритмом управления системой.

 

Каковы распространенные причины перезарядки литиевой батареи?

(1) Нет системы защиты аккумулятора

Перезарядка литиевой батареи может быть вызвана множеством факторов, но наиболее распространенной из них является отсутствие адекватной системы защиты батареи. Без такой системы зарядные токи и напряжения могут превысить допустимые уровни, что приведет к повреждению элемента или опасности возгорания. Кроме того, если литиевые батареи подвергаются воздействию высоких температур во время зарядки, они будут более уязвимы к тепловому разгону. Таким образом, важно, чтобы все литий-ионные элементы, используемые в приложениях, были оснащены соответствующими средствами защиты.

Эти средства защиты включают в себя датчики температуры для контроля потенциально опасного накопления тепла во время циклов заряда, а также датчики напряжения и тока, которые помогают гарантировать, что максимально допустимые уровни не будут превышены. Кроме того, современные средства защиты часто включают в себя сложные алгоритмы, которые активно регулируют параметры зарядки в зависимости от внешних условий или конкретных сценариев использования. Это помогает предотвратить опасные ситуации перезарядки даже при возникновении непредвиденных обстоятельств. Убедившись, что эти меры реализованы правильно, пользователи могут быть уверены, что их приложение защищено от потенциальных рисков, связанных с чрезмерными ставками зарядки.

(2) Неправильная установка системы защиты аккумулятора

Одна из наиболее частых причин литий Перезаряд аккумулятора – это неправильная установка системы защиты аккумулятора. Это можно сравнить со строительством моста без надлежащего фундамента, поскольку это создает нестабильную среду для зарядки и разрядки, что может привести к серьезному повреждению или даже катастрофическому выходу из строя.

Есть три ключевые области, где ошибки, допущенные во время установки, могут привести к опасным уровням перезарядки:

1. Недостаточная изоляция между ячейками
2. Недостаточные настройки порога напряжения на плате
3. Неспособность адекватно проверить или отрегулировать параметры цепи.

У всех этих ошибок есть одна общая черта: они создают ситуации, когда через систему протекает слишком большой ток, что приводит к тепловому разгону и потенциально опасным условиям, таким как пожар или взрыв. Чтобы обеспечить безопасность при установке систем защиты аккумуляторов, производители должны проявлять большую осторожность на каждом этапе процесса, от выбора компонентов до обеспечения правильной работы перед их совместным использованием в более крупных системах. Кроме того, следует проводить периодическое тестирование, чтобы убедиться, что все работает правильно и все необходимые изменения внедряются быстро и эффективно. Приняв эти меры предосторожности, производители литиевых батарей могут значительно снизить риск, обеспечивая при этом превосходную производительность и надежность для конечных потребителей.

(3) Отказ системы защиты аккумулятора

Выход из строя защиты аккумулятора Система предотвращения перезарядки является частой причиной выхода лития из строя. перезаряд аккумулятора. Это происходит, когда система защиты неправильно обнаруживает, регулирует или контролирует зарядный ток, протекающий в батарею. Кроме того, если уровни напряжения превышают рекомендуемые пределы для безопасной эксплуатации, чрезмерное количество энергии может проникнуть в элементы и повредить их, что потенциально может привести к катастрофическим результатам.

Самый эффективный способ снизить такие риски — использовать несколько уровней избыточных мер безопасности на протяжении всего процесса проектирования. Разработка с использованием высококачественных компонентов, тщательно протестированных перед использованием, имеет важное значение для обеспечения надежной работы. Кроме того, использование интеллектуальных систем мониторинга безопасности помогает поддерживать точную информацию о состоянии каждой ячейки. температура и напряжение во время циклов зарядки. Соответствующие корректирующие действия должны быть предприняты немедленно после обнаружения каких-либо нарушений.

 

Литиевая батарея BMS может предотвратить перезарядку

Недавние исследования показывают, что в 2018 году примерно 1,3 миллиона литиевых батарей были перезаряжены из-за отсутствия защитных мер. Это подчеркивает важность использования Система управления батареями (BMS) для защиты от этой опасности. BMS предназначена для контроля и регулирования параметров зарядки, таких как температура и ток, для каждой отдельной ячейки, обеспечивая безопасную работу и предотвращая перезарядку.

Есть три основных преимущества использования BMS:

1. Это продлевает срок службы батареи - отслеживая напряжения ячеек и выдавая предупреждения, если они становятся слишком низкими или высокими.
2. Функции безопасности - такие как защита от короткого замыкания помогают предотвратить несчастные случаи, вызванные неправильной проводкой или неправильным обращением с ячейками во время установки.
3. Экономия затрат - может быть реализовано, поскольку BMS предотвращает дорогостоящий ремонт, который может возникнуть из-за чрезмерной или недостаточной зарядки аккумуляторной батареи.

При выборе BMS важно учитывать такие факторы, как стоимость, номинальная мощность, размер, количество каналов, совместимость протоколов связи с другими устройствами, а также дополнительные функции безопасности, такие как термовыключатели и защита от неправильной полярности. Принимая это во внимание при выборе подходящей системы для вашего приложения, вы можете обеспечить надежную работу, избегая любых потенциальных рисков, связанных с опасностями перезарядки литиевой батареи.

 

5 мер по предотвращению перезарядки

1. Напряжение защиты устанавливается в BMS таким образом, чтобы напряжение защиты было ниже пикового напряжения при перезарядке.
2. Улучшите устойчивость батареи к перезарядке за счет модификации материала (например, покрытия).
3. Добавьте в электролит присадки против перезарядки, такие как окислительно-восстановительные пары.
4. При использовании вольточувствительной мембраны при перезарядке аккумулятора значительно снижается сопротивление мембраны, которая действует как шунт.
5. Использование конструкций OSD и CID в батареях с квадратным алюминиевым корпусом в настоящее время является общей конструкцией защиты от перезарядки, в то время как батареи с мягкой батареей не могут достичь аналогичной конструкции.

Можно ли отремонтировать перезаряженную литиевую батарею?

В общем, завышенная цена литиевая батарея не подлежит ремонту. Однако это зависит от применения и места повреждения. литиевая батарейка.

Для одной батареи

С точки зрения только материала положительного электрода, перерегулирование приведет к изменениям в структуре материала, и это изменение необратимо, поэтому перезаряд литиевая батарейка не подлежит ремонту. Что касается степени повреждения, сильная перезарядка может привести к взрыву, а небольшая перезарядка не приведет к тепловому разгону, но приведет к снижению емкости.

Для аккумуляторной батареи

Мы можем сделать определенный ремонт в соответствии с поврежденными частями.

Некоторые клетки повреждены: Используйте мультиметр для измерения неисправного элемента и замените его элементом той же модели и спецификации, чтобы убедиться, что все элементы находятся в исправном состоянии и согласованы (напряжение, емкость, внутреннее сопротивление и другие ошибки находятся в разумных пределах).

The Повреждения БМС: Проверьте реакцию BMS на ток и проверьте, не неисправна ли BMS, в противном случае необходимо заменить всю BMS, чтобы убедиться, что BMS может нормально обнаруживать аккумулятор и управлять им.

 

Что такое глубокий разряд?

Глубокий разряд — это термин, используемый для описания процесса слива всего накопленного энергия от литиевой батареи. Этот тип разряда может быть опасным, поскольку он подвергает элементы батареи сильнейшему стрессу и может привести к необратимому повреждению. Это также приводит к значительному повышению внутренней температуры, что, если его не остановить, может привести к перегреву или возгоранию.

Чтобы предотвратить этот тип перезарядки, литиевые батареи никогда не должны разряжаться ниже минимального уровня напряжения, указанного производителем, известного как «точка отсечки». Системы управления батареями (BMS) разработаны с различными мерами безопасности, которые ограничивают ток разряда и предупреждают пользователей, когда они приближаются к этому критическому порогу. Кроме того, регулярный контроль напряжения ячейки опытным техническим специалистом необходим для обеспечения безопасной работы любой мощной системы.

 

Как правильно заряжать литиевую батарею?

1. Подходящая температура окружающей среды

Хранение литий Хранение аккумуляторов при подходящей температуре имеет первостепенное значение, поскольку внешняя температура может оказать большое влияние на производительность аккумулятора.

Если литиевые батареи подвергаются воздействию высоких температур в течение длительного времени, их емкость и качество заряда ухудшаются.

В холодных условиях, литиевые батареи требуют энергии для регулирования внутренней температуры, что потребляет ценную энергию и не способствует интервалам зарядки.

Для оптимальной работы, литиевые батареи следует заряжать, разряжен и эксплуатируется при температуре окружающей среды 5–45 °C.

2. Храните аккумулятор правильно

Жизнь заключается в упражнениях. Чтобы максимизировать эффективность литий-ионных батарей, необходимо часто их использовать, чтобы поддерживать электроны в литий-ионных батареях в состоянии потока.

Если литиевая батарея не используется часто, пожалуйста, храните батарею правильно. Перед хранением убедитесь, что заряд батареи поддерживается на уровне 30%-70%, в прохладном, сухом и вентилируемом помещении, и выполняйте цикл зарядки-разрядки каждые 3-6 месяцев.

3. Подходящее зарядное устройство

Зарядное устройство должно согласовывать напряжение с напряжением литиевой батареи, а ток с ампер-часами. емкость литиевой батареи. Кроме того, зарядное устройство имеет функцию защиты от зарядки, предотвращающую перезарядку и выход из строя.

Подходящий зарядное устройство для литиевой батареи предназначено для зарядки сначала при постоянном токе, а затем, когда напряжение аккумулятора поднимется до 4,2 В, напряжение больше не будет повышаться, и зарядное устройство определит ток, и если ток станет меньше определенного значения, зарядка закончится.

4. Избегайте полной зарядки и разрядки

Хранение литиевые батареи, правильно заряженные и разряженные, могут продлить срок службы батареи. Потому что многие литиевые батареи теперь не имеют эффекта памяти, поддержание заряда батареи на уровне 10%~90% более способствует защите батареи.

Когда зарядка аккумуляторов цифровых продуктов, таких как мобильные телефоны и ноутбуки, не обязательно достигать максимального значения.

5. Избегайте быстрой зарядки

Чтобы увеличить скорость, с которой можно заряжать батарею, производители либо увеличивают силу тока, либо изменяют напряжение для увеличения потенциальной энергии, и это то, что нагружает литиевые элементы и является потенциальным катализатором их повреждения.

Поэтому от длительного использования аккумулятора быстрая зарядка влияет на срок службы аккумулятора больше, чем обычная зарядка.

 

Подведем итог

Перезарядка литиевых аккумуляторов является серьезной проблемой, которая может привести к необратимому повреждению аккумуляторов, что приведет к потере емкости и высокому импедансу. Чтобы избежать этих проблем, важно, чтобы пользователи понимали, как правильно заряжать литиевые батареи.

Одним из примеров правильных процедур зарядки является использование системы управления батареями (BMS). BMS будет контролировать цикл зарядки и предотвращать перезарядку, отключая при необходимости питание. Кроме того, рекомендуется регулярная глубокая разрядка для поддержания оптимальной производительности. литий батареи. Циклы глубокой разрядки не должны превышать глубину 50-80% и никогда не должны достигать глубины 0%, поскольку это может привести к переворачиванию ячеек и другим необратимым повреждениям.

В целом, понимание опасностей, связанных с перезарядкой литиевых батарей, и изучение правильных методов зарядки могут помочь обеспечить безопасность и максимизировать жизненный цикл литиевых батарей. Следуя лучшим практикам, таким как регулярное использование BMS или глубокая разрядка, вы можете защитить себя от ненужного риска, гарантируя при этом, что ваш аккумулятор литиевые батареи оставаться здоровым на долгие годы.

Узнать больше Вопросы о литиевых батареях!