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2019-05-28
リチウム電池
4.2Vを超える電圧に過充電されると、副作用が発生し始めます。過充電電圧が高いほど、リスクが高くなります。リチウム電池の電圧が4.2Vを超えた後、正極材料に残っているリチウム原子の量は半分未満です。この時点で、ストレージセルはしばしば崩壊し、バッテリー容量が永久的に低下します。充電を続けると、負極のセルはすでにリチウム原子で満たされているため、後続のリチウム金属が負極材料の表面に蓄積します。これらのリチウム原子は、負極の表面からリチウムイオンの方向に向かって樹状突起を成長させます。これらのリチウム金属結晶はセパレータ紙を通過し、正極と負極を短絡させます。短絡が発生する前にバッテリーが爆発することがあります。これは、過充電プロセス中に電解質およびその他の材料が割れてガスを発生し、バッテリーケースまたは圧力バルブが膨らんで破裂し、酸素が負極の表面に堆積したリチウム原子に入り、反応するためです。その後、爆発しました。したがって、リチウム電池を充電するときは、電池の寿命、容量、および安全性を考慮して、電圧の上限を設定する必要があります。最適な充電電圧は4.2Vに制限されています。
リチウム電池は、放電時の電圧制限も低くする必要があります。セルの電圧が2.4Vより低い場合、一部の材料が破壊され始めます。バッテリーは自己放電するため、電圧は長時間低下します。したがって、停止するまで2.4Vにしないことをお勧めします。リチウムは、エネルギーの期間中に3.0Vから2.4Vに放電され、バッテリー容量の約3%しか放出されません。したがって、3.0Vが理想的な放電カットオフ電圧です。
充電と放電では、電圧制限に加えて、電流制限も必要です。電流が大きすぎると、リチウムイオンがセルに入ることができず、材料の表面に蓄積されます。これらのリチウムイオンが電子を取得すると、材料の表面にリチウム原子の結晶が生成されます。これは過充電として危険です。バッテリーケースが破損した場合、爆発します。したがって、リチウムイオン電池の保護には、充電電圧の上限、放電電圧の下限、および電流の上限の少なくとも3つの要素を含める必要があります。一般的なリチウムバッテリーパックには、リチウムバッテリーコアに加えて、主にこれら3つの保護を提供する保護ボードがあります。ただし、保護ボードのこれら3つの保護は明らかに十分ではなく、世界的なリチウム電池の爆発は依然として頻繁に発生しています。バッテリーシステムの安全性を確保するために、バッテリー爆発の原因をより慎重に分析する必要があります。
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