Почему литиевые батареи (элементы питания) разбухают? Можно ли использовать разбухшие батареи?

Основная причина вздутия (также известного как расширение) литиевых батарей — накопление газа внутри элемента. Это явление обусловлено несколькими ключевыми причинами, каждая из которых напрямую связана с повреждением внутренней структуры батареи.

Во-первых, перезарядка или чрезмерная разрядкаЭто важный фактор. Литиевые батареи работают в строгом номинальном диапазоне напряжений (например, распространенные тройные литиевые элементы обычно рассчитаны на работу в диапазоне от 3,6 В до 4,2 В на элемент).

• ПерезарядкаПревышение верхнего предела напряжения, например, 4,2 В, приводит к разрушению структуры оксида кобальта в положительном электроде из-за чрезмерного удаления лития. Одновременно с этим, слои графита в отрицательном электроде могут отслаиваться из-за чрезмерной интеркаляции лития. Эти аномальные химические реакции выделяют газы, такие как оксид углерода и диоксид углерода.
• ПереразрядкаПадение напряжения ниже нижнего предела, например, 2,5 В, приводит к необратимому образованию литиевых дендритов внутри батареи. Эти крошечные игольчатые кристаллы лития могут пробивать сепаратор, разделяющий положительный и отрицательный электроды, косвенно вызывая образование газа.

Во-вторых, внутренние короткие замыканияЭто критическая причина. Она может быть вызвана производственными дефектами, такими как плохо приваренные контакты или микроскопические отверстия в сепараторе. Физические повреждения во время использования — например, падение телефона или повреждение ноутбука — также могут деформировать элемент, вызывая прямой контакт положительного и отрицательного электродов. Это приводит к интенсивным, мгновенным реакциям, генерирующим тепло и выделяющим большое количество газа.

Более того, естественное старение или длительное воздействие высоких температурможет вызвать отек.

• Примерно после 500 циклов зарядки-разрядки активные материалы внутри батареи значительно деградируют.
• Длительное хранение или использование в условиях температуры выше 60°C (например, внутри автомобиля в солнечный день или на столе рядом с обогревателем) ускоряет разложение органических растворителей, таких как диметилкарбонат и этиленкарбонат, в электролите. Это дестабилизирует внутреннюю систему батареи, в конечном итоге высвобождая газ и вызывая ее разбухание.

Крайне важно понимать, что вздутую литиевую батарею ни в коем случае нельзя продолжать использовать.Этот вывод основан на трех важнейших аспектах: безопасность, производительность и защита устройства.

1. С точки зрения безопасности

Вздутие является явным признаком того, что внутреннее давление превысило расчетные пределы корпуса, что указывает на серьезные внутренние структурные повреждения. Давление продолжает нарастать.

• Если давление внутри элемента превышает приблизительно 0,5 МПа (примерно в 5 раз больше атмосферного давления), корпус может разорваться, и произойдет утечка электролита. Вытекший электролит содержит коррозионные вещества, такие как гидроксид лития, которые могут вызвать ожоги кожи и представляют серьезную опасность при попадании в глаза или на слизистые оболочки.
• Еще опаснее риск того, что тепловой разгонВ разбухшей батарее этот процесс резко возрастает. Даже незначительные вибрации или небольшие колебания температуры окружающей среды могут вызвать цепную реакцию, потенциально приводящую к пожару или даже взрыву в крайних случаях. Последствия усугубляются в замкнутых пространствах, таких как карманы, рюкзаки или ящики.

2. С точки зрения производительности

Внутренние повреждения напрямую приводят к серьезному снижению основных функций батареи.

• Емкость Аккумулятор телефона, изначально рассчитанный на 5000 мАч, может содержать всего 2000 мАч или меньше, что делает его недостаточным для повседневного использования.
• Стабильность напряженияСостояние батареи резко ухудшается. Во время зарядки напряжение может резко превышать безопасные пороговые значения; во время разрядки оно может резко падать, что приводит к частому выключению или перезагрузке устройства. Часто встречаются «ложные показания заряда» — например, уровень заряда батареи может упасть более чем на 10% в течение нескольких минут после отключения от зарядного устройства. Такая батарея не может обеспечить стабильное питание.

3. Риски для устройства и окружающей среды

Продолжение использования вздувшейся батареи сопряжено с дополнительными рисками.

• В таких устройствах, как телефоны и ноутбуки, вздутая батарея постоянно выделяет тепло. Это может привести к перегреву и повреждению чувствительных компонентов на материнской плате устройства, таких как микросхемы и конденсаторы, что сократит срок службы устройства.
• Если корпус лопнет, вытекший электролит может вызвать коррозию внутренних цепей устройства, что приведет к необратимому выходу из строя оборудования.
• В худшем случае возгорание или взрыв батареи может повредить окружающие предметы, например, документы на столе или другие устройства в рюкзаке, что приведет к более масштабной угрозе безопасности.

Профессиональное тестирование для предотвращения проблем: компания Shenzhen Hongda New Energy Co., Ltd. окажет вам поддержку.

Чтобы избежать риска вздутия батареи, крайне важно точно контролировать ее состояние до отправки с завода и во время эксплуатации. Высокая точность измерений необходима. оборудование для тестирования батарейРазработанная компанией Shenzhen Hongda New Energy Co., Ltd. система позволяет имитировать экстремальные условия эксплуатации, такие как перезарядка, переразрядка, высокие и низкие температуры, а также всесторонне оценивать герметичность, срок службы и порог безопасности аккумуляторных элементов. Наша система зарядки и разрядки позволяет имитировать экстремальные условия работы, такие как перезарядка, переразрядка, высокие и низкие температуры, и всесторонне оценивать герметичность, срок службы и порог безопасности аккумуляторных элементов. Тестер разряда Обеспечивает точность измерения напряжения ± 0,1 мВ и имеет запатентованную взрывозащищенную конструкцию корпуса, что помогает предприятиям контролировать качество на всех этапах производства. Если вам необходимы индивидуальные решения для тестирования или консультации по выбору оборудования, пожалуйста, свяжитесь с командой Hongda New Energy Technology!