리튬 이온 배터리 보호 조치

리튬 배터리 셀이 4.2V 이상의 전압으로 과충전 된 후 부작용이 발생하기 시작합니다. 과충전 전압이 높을수록 위험이 높아집니다. 리튬 배터리 셀의 전압이 4.2V보다 높을 때, 리튬 원자의 절반 미만이 캐소드 재료에 남아있다. 이 때, 저장 셀은 종종 붕괴되어 배터리 용량이 영구적으로 감소합니다. 충전이 계속되면, 음극의 저장 셀이 리튬 원자로 충전되었기 때문에, 후속 리튬 금속은 부극 물질의 표면에 축적될 것이다. 이들 리튬 원자는 음의 표면으로부터 리튬 이온의 방향으로 수지상 결정을 성장시킬 것이다. 이러한 리튬 금속 결정은 다이어프램 용지를 통과하여 양극 및 음극을 단락시킵니다. 때로는 단락이 발생하기 전에 배터리가 폭발합니다. 과충전 과정에서 전해질 및 기타 재료가 금이 가면서 가스를 생성하여 배터리 쉘 또는 압력 밸브가 부풀어 오르고 파열되어 산소가 음극 표면에 축적 된 리튬 원자와 들어가고 반응 한 다음 폭발 할 수 있기 때문입니다. 따라서 리튬 배터리를 충전 할 때 배터리 수명, 용량 및 안전성을 고려하여 상전압 제한을 설정해야합니다. 충전 전압의 최적 상한은 4.2V입니다. 또한 리튬 배터리 셀이 방전 될 때 더 낮은 전압 제한이 있어야합니다. 셀 전압이 2.4V보다 낮 으면 일부 재료가 손상되기 시작합니다. 배터리가 스스로 방전되기 때문에 방전이 길어질수록 전압이 낮아집니다. 따라서 방전 중에 2.4V에서 멈추지 않는 것이 가장 좋습니다. 3.0V에서 2.4V까지의 기간 동안 리튬 배터리에 의해 방출되는 에너지는 배터리 용량의 약 3 % 만 차지합니다. 따라서 3.0V는 이상적인 방전 차단 전압입니다.

충전 및 방전 중에는 전압 제한 외에도 전류 제한도 필요합니다. 전류가 너무 크면 리튬 이온이 저장 셀에 들어갈 시간이 없으며 재료 표면에 모입니다. 이러한 리튬 이온이 전자를 획득 한 후, 리튬 원자는 물질의 표면에서 결정화되며, 이는 과충전과 동일하여 위험을 초래할 것입니다. 배터리 케이스가 파손되면 폭발합니다.

따라서 리튬 이온 배터리의 보호에는 적어도 충전 전압의 상한, 방전 전압의 하한 및 전류의 상한이라는 세 가지 항목이 포함되어야합니다. 일반적으로, 리튬 배터리 팩에서는, 리튬 배터리 셀을 제외하고, 주로 이러한 세 가지 보호를 제공하는 보호판이 있을 것이다. 그러나 보호 플레이트의 이러한 세 가지 보호는 분명히 충분하지 않습니다. 리튬 배터리 폭발은 전 세계적으로 여전히 빈번합니다. 배터리 시스템의 안전을 보장하기 위해서는 배터리 폭발의 원인을보다 신중하게 분석해야합니다.