Pin lithium-ion đã thu hút sự quan tâm lớn vì dung lượng cao, điện áp hoạt động cao, an toàn và ổn định, không có hiệu ứng nhớ. Và gây ra đỉnh cao nghiên cứu trên toàn thế giới. Pin lithium-ion do đó đã nhanh chóng phát triển thành các ứng dụng công nghiệp và được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị di động như điện thoại di động, máy quay video và máy tính xách tay. Bài viết này giới thiệu tóm tắt về xu hướng phát triển của pin lithium-ion và vấn đề an toàn.

Xu hướng phát triển của pin Lithium-ion

Ngày nay, các thiết bị đầu cuối truyền thông di động như điện thoại di động và máy tính bảng đã trở thành sản phẩm điện tử tiêu dùng đại chúng phổ biến nhất. Pin là thành phần lưu trữ năng lượng dung lượng lớn duy nhất trong thiết bị đầu cuối truyền thông di động, cung cấp năng lượng bảo vệ cho các chức năng của thiết bị đầu cuối.

Đồng thời, mạng lưới truyền thông ngày càng hoàn thiện, thiết bị đầu cuối truyền thông di động sẽ trở thành trọng tâm của toàn bộ ngành truyền thông và ngành điện tử. Ngoài ra, chức năng của thiết bị đầu cuối mạnh hơn, linh hoạt hơn và đơn giản hơn, dẫn đến yêu cầu ngày càng cao đối với pin.

Bởi vì pin lithium-ion chưa có mặt trên thị trường trong một thời gian dài. Vì vậy, vẫn còn rất nhiều tiềm năng để cải thiện. Là một loại nguồn năng lượng mới, pin lithium-ion vẫn còn nhiều chỗ để cải thiện về hiệu suất. Mặc dù pin lithium-ion có nhiều ưu điểm, nhưng chúng cũng có nhiều nhược điểm. Ví dụ, chi phí pin cao, dòng điện không thể sạc và xả, và khả năng chống quá tải kém.

Vì vậy, trong tương lai, hướng cải tiến của pin lithium ion là:

1. Giảm chi phí;
2. Cải thiện thêm dung lượng pin;
3. Tiếp tục thực hiện việc giảm trọng lượng và thu nhỏ pin;

Các vấn đề về an toàn của pin Lithium-ion

Rõ ràng, với sự phát triển của công nghệ pin lithium-ion, triển vọng ứng dụng của nó sẽ rộng hơn. Tuy nhiên, các báo cáo về hỏa hoạn và thậm chí là nổ do pin lithium-ion gây ra đã trở nên phổ biến trong những năm gần đây và mối quan tâm về an toàn của chúng đã gây ra mối lo ngại rộng rãi. Chủ yếu có các tình huống sau:

1. Tổng cục Giám sát Chất lượng, Kiểm tra và Kiểm dịch cũng đã tăng cường giám sát chất lượng pin. Trong quá trình giám sát và kiểm tra tại chỗ, phát hiện ra rằng có rất nhiều vấn đề trong chính các sản phẩm pin:
2. Nội dung bao bì và nhãn mác của một số sản phẩm không được chuẩn hóa, một số sản phẩm không được đóng gói hoặc dán nhãn thương hiệu, kiểu máy, tên nhà sản xuất, địa chỉ nhà máy, v.v., gây bất tiện cho người tiêu dùng khi mua hàng;
3. Dung lượng pin là ảo và thời gian sử dụng ngắn;
4. Một số sản phẩm không đạt tiêu chuẩn bảo vệ quá tải và bảo vệ ngắn mạch, có thể làm hỏng pin và thiết bị đầu cuối di động;
5. Hiệu suất xả ở nhiệt độ thấp không đạt yêu cầu, dẫn đến chất lượng sử dụng ngoài trời kém vào mùa đông lạnh giá ở miền Bắc, thời gian sử dụng có thể ngắn, thậm chí có thể xảy ra lỗi khởi động nghiêm trọng.

Nguyên nhân gây ra tai nạn trong pin Lithium-ion

Sự an toàn của pin lithium-ion liên quan đến chất điện phân

Pin lithium-ion có một tai nạn an toàn, chủ yếu là do phản ứng hóa học giữa điện cực và chất điện phân. Dung môi của dung dịch điện phân là hợp chất cacbonat hữu cơ. Chúng có khả năng phản ứng cao và cực kỳ dễ cháy. Vật liệu điện cực dương của pin ở trạng thái tích điện là hợp chất oxy hóa mạnh. Vật liệu điện cực âm ở trạng thái tích điện là hợp chất khử mạnh.

Trong trường hợp lạm dụng, chẳng hạn như quá tải, quá nhiệt và đoản mạch, vật liệu điện cực dương có tính oxy hóa cao thường kém ổn định và dễ giải phóng oxy. Cacbonat phản ứng rất dễ dàng với oxy, giải phóng nhiều nhiệt và khí. Nhiệt sinh ra sẽ đẩy nhanh quá trình phân hủy điện cực dương, tạo ra nhiều oxy hơn và thúc đẩy nhiều phản ứng tỏa nhiệt hơn.

Đồng thời, hoạt tính khử mạnh của điện cực âm gần với hoạt tính khử mạnh của lithium kim loại, khi tiếp xúc với oxy sẽ cháy ngay lập tức và đốt cháy chất điện phân, chất tách, v.v. Do đó, tính an toàn của pin lithium-ion có thể chia thành hai cấp độ:

Đầu tiên, hệ thống pin lithium-ion khép kín không bị hư hỏng, nhưng có khả năng gây nguy hiểm. Chủ yếu liên quan đến tính ổn định nhiệt của vật liệu;

Thứ hai, hệ thống pin đã bị phá hủy, chất điện phân dễ cháy và oxy sinh ra bên trong pin hoặc oxy bên ngoài pin có thể gây cháy hoặc thậm chí nổ.

Sự an toàn của pin Lithium-ion liên quan đến dung lượng pin

Ngoài ra, tính an toàn của pin lithium-ion có liên quan trực tiếp đến dung lượng và kích thước pin. Pin có dung lượng cao thường tương ứng với lượng nhiệt tỏa ra cao hơn. Pin lớn hơn tương đối khó tản nhiệt và nhiệt có nhiều khả năng tích tụ hơn, gây ra hiện tượng mất kiểm soát nhiệt. Nhìn chung, tổng năng lượng được lưu trữ trong pin lithium-ion tỷ lệ nghịch với tính an toàn của pin. Khi dung lượng pin tăng, thể tích pin cũng tăng và hiệu suất tản nhiệt của pin giảm. Khả năng xảy ra tai nạn sẽ tăng đáng kể và vấn đề an toàn sẽ trở nên nổi bật hơn.

Tuy nhiên, pin lithium-ion dung lượng lớn chắc chắn là xu hướng phát triển trong tương lai. Do đó, làm thế nào để kiểm soát chất lượng pin là điều chúng ta phải làm.

Cách kiểm soát chất lượng pin

Hiện nay, ngoài các tiêu chuẩn một phần của I EEE để đánh giá toàn bộ hệ thống pin (thiết kế, sản xuất, thử nghiệm thành phẩm, v.v.), các tiêu chuẩn khác về cơ bản là các tiêu chuẩn thử nghiệm tuân thủ, tức là các mục thử nghiệm do tiêu chuẩn chỉ định. Ví dụ, IEC62133, UN38.3, UL1642, v.v. được sử dụng để mô phỏng việc sử dụng pin trong quá trình sử dụng bình thường và sử dụng sai mục đích có thể lường trước, để đảm bảo an toàn cho sản phẩm trong những trường hợp này. Ưu điểm của hình thức này là phán đoán rõ ràng và khả năng vận hành tốt. Chỉ cần tiến hành thử nghiệm trong phòng thí nghiệm trên pin thành phẩm để xác định xem có đạt tiêu chuẩn hay không.

Công ty chúng tôi có nhiều loại thiết bị kiểm tra pin để lựa chọn, phù hợp với nhiều tiêu chuẩn khác nhau. Chi tiết như sau: