Мерки за защита на литиево-йонната батерия

След като клетката на литиевата батерия бъде презаредена до напрежение, по-високо от 4,2 V, ще започнат да се появяват странични ефекти. Колкото по-високо е напрежението на презареждане, толкова по-висок е рискът. Когато напрежението на клетката на литиевата батерия е по-високо от 4,2 V, по-малко от половината от литиевите атоми остават в катодния материал. По това време клетката за съхранение често се срива, което води до постоянно намаляване на капацитета на батерията. Ако зареждането продължи, тъй като клетката за съхранение на отрицателния електрод е пълна с литиеви атоми, последващият литиев метал ще се натрупа върху повърхността на материала на отрицателния електрод. Тези литиеви атоми ще растат дендритни кристали от отрицателната повърхност към посоката на литиевите йони. Тези литиево-метални кристали ще преминат през хартията на диафрагмата и ще съединят на късо положителните и отрицателните електроди. Понякога батерията ще избухне, преди да възникне късо съединение. Това е така, защото по време на процеса на презареждане електролитът и другите материали ще бъдат разбити, за да се получи газ, което кара обвивката на батерията или клапана за налягане да се изпъкне и да се спука, позволявайки на кислорода да навлезе и да реагира с литиевите атоми, натрупани върху отрицателната повърхност, и след това да експлодира. Следователно, когато зареждате литиевата батерия, горната граница на напрежението трябва да бъде зададена, за да вземе предвид живота на батерията, капацитета и безопасността. Оптималната горна граница на напрежението на зареждане е 4,2 V. Трябва да има и по-ниска граница на напрежението, когато клетката на литиевата батерия е разредена. Когато напрежението на клетката е по-ниско от 2,4 V, някои материали ще започнат да се повреждат. Тъй като батерията ще се разреди сама, колкото по-дълго е разредена, толкова по-ниско ще бъде напрежението. Затова е най-добре да не спирате на 2.4V по време на разреждане. През периода от 3.{11}}V до 2,4V, енергията, освободена от литиевата батерия, представлява само около 3 процента от капацитета на батерията. Следователно 3.0V е идеалното напрежение на прекъсване на разряда.

По време на зареждане и разреждане, в допълнение към ограничението на напрежението, е необходимо и ограничение на тока. Когато токът е твърде голям, литиевите йони нямат време да влязат в клетката за съхранение и ще се съберат на повърхността на материала. След като тези литиеви йони придобият електрони, литиевите атоми ще кристализират на повърхността на материала, което е същото като презареждане, което ще причини опасност. Ако кутията на батерията се счупи, тя ще експлодира.

Следователно защитата на литиево-йонните батерии трябва да включва поне три елемента: горна граница на напрежението на зареждане, долна граница на напрежението на разреждане и горна граница на тока. Като цяло, в пакета литиева батерия, с изключение на клетката на литиевата батерия, ще има защитна плоча, която основно осигурява тези три защити. Тези три защити на защитната плоча обаче очевидно са недостатъчни. Експлозиите на литиеви батерии все още са чести по света. За да се гарантира безопасността на акумулаторната система, причината за експлозията на батерията трябва да се анализира по-внимателно.