충전식 리튬 배터리는 현대 생활의 필수 요소가되어 스마트 폰 및 랩탑에서 전기 자동차 및 재생 가능한 에너지 저장 시스템에 이르기까지 모든 것을 전원합니다. 충전식 리튬 배터리 공급 업체로서 배터리 기술의 놀라운 발전을 직접 목격했습니다. 그러나 복잡한 기술과 마찬가지로 충전식 리튬 배터리에는 어려움이 없습니다. 이 블로그 게시물에서는 충전식 리튬 배터리의 일반적인 실패를 탐구하여 원인, 증상 및 잠재적 솔루션을 탐색합니다.
용량 페이드
충전식 리튬 배터리의 가장 일반적인 문제 중 하나는 용량 페이드입니다. 이 현상은 사이클을 충전 및 배출하는 동안 배터리 내에서 발생하는 화학 반응의 자연스러운 결과입니다. 배터리가 노화됨에 따라, 전극의 활성 재료는 분해되어 전극 사이에 저장되고 전달 될 수있는 리튬 이온의 수를 감소시킨다.
고온, 과충전, 깊은 배출 및 급속한 충전을 포함하여 몇 가지 요인이 용량 페이드를 가속화 할 수 있습니다. 고온은 배터리 내의 화학 반응 속도를 증가시켜 활성 재료가 더 빨리 저하 될 수 있습니다. 과충전은 양극에 금속 리튬이 형성되어 단락을 유발하고 배터리 용량을 줄일 수 있습니다. 반면에 깊은 배출은 캐소드에 돌이킬 수없는 손상을 일으켜 용량 손실을 초래할 수 있습니다. 빠른 충전은 또한 열을 생성하고 배터리를 스트레스하여 용량 페이드를 가속화 할 수 있습니다.
용량 페이드를 완화하려면 권장 온도 범위 내에서 충전식 리튬 배터리를 사용하고 과충전 및 깊은 방전을 피하고 배터리 유형을 위해 특별히 설계된 충전기를 사용하는 것이 중요합니다. 또한 배터리 관리 시스템 (BMS)을 사용하면 충전 및 방전 프로세스를 모니터링하고 제어하는 데 도움이되어 배터리가 안전한 한계 내에서 작동하도록합니다.
내부 단락
충전식 리튬 배터리의 또 다른 심각한 고장 모드는 내부 단락이며, 이는 배터리 내부의 양극 및 음극이 서로 접촉 할 때 발생합니다. 내부 단락은 제조 결함, 배터리의 물리적 손상 및 리튬 수상 돌기의 성장을 포함한 다양한 요인으로 인해 발생할 수 있습니다.
제조 결함은 전극 재료의 불순물, 잘못 정렬 된 전극 또는 분리기 손상을 포함 할 수 있으며, 이는 전극이 서로 접촉하는 것을 방지하는 얇은 재료 층입니다. 구멍, 충격 또는 굽힘과 같은 배터리의 물리적 손상은 또한 전극이 서로 접촉하게 될 수 있습니다. 리튬 수상 돌기는 충전 중에 양극에서 자랄 수있는 작은 바늘 모양의 구조입니다. 특히 배터리가 과충전하거나 높은 속도로 충전되는 경우. 이 수상 돌기는 분리기를 침투하여 단락을 유발할 수 있습니다.
내부 단락은 과열, 화재 및 폭발을 포함한 다양한 문제로 이어질 수 있습니다. 단락이 발생하면 많은 양의 전류가 배터리를 통해 흐르고 열이 발생하여 배터리가 과열 될 수 있습니다. 온도가 충분히 높아지면 배터리의 전해질이 불을 피우거나 폭발시킬 수 있습니다.
내부 단락을 방지하려면 엄격한 표준으로 제조 된 고품질의 충전식 리튬 배터리를 사용하는 것이 중요합니다. 또한 물리적 손상과 극한 온도에 노출되지 않도록 배터리를 조심스럽게 처리하고 보관하는 것이 중요합니다. BMS를 사용하면 배터리의 전압, 전류 및 온도를 모니터링하여 내부 단락을 감지하고 방지 할 수 있습니다.
열 런 어웨이
Thermal Runaway는 배터리가 과열되고 배터리 내의 화학 반응이 통제 할 수 없을 때 발생할 수있는 충전식 리튬 배터리의 치명적인 고장 모드입니다. 열 런 어웨이는 내부 단락, 과충전, 고온 및 배터리의 물리적 손상을 포함한 다양한 요인으로 인해 발생할 수 있습니다.
배터리가 과열되면 배터리의 전해질이 분해되어 가연성 가스를 방출하고 열을 생성 할 수 있습니다. 이 열은 배터리가 더 과열되어 열 런 어웨이로 알려진 자체 유지 반응을 일으킬 수 있습니다. 열 런 어웨이가 발생하면 배터리는 매우 높은 온도에 빠르게 도달하여 불을 피우거나 폭발시킬 수 있습니다.
열 런 어웨이를 방지하려면 권장 온도 범위 내에서 충전식 리튬 배터리를 사용하고 과충전 및 깊은 방전을 피하고 배터리 유형을 위해 특별히 설계된 충전기를 사용하는 것이 중요합니다. 또한 BMS를 사용하면 충전 및 배출 공정을 모니터링하고 제어하는 데 도움이되어 배터리가 안전한 한도 내에서 작동하도록합니다. 일부 배터리에는 냉각 지느러미 또는 열 파이프와 같은 열 관리 시스템이 통합되어 열을 방출하고 과열을 방지합니다.
부종
붓기는 충전식 리튬 배터리의 또 다른 일반적인 문제이며, 배터리 내부의 가스가 축적되어 배터리가 팽창하거나 팽창 할 때 발생합니다. 팽창은 과충전, 고온 및 전해질의 분해를 포함한 다양한 요인으로 인해 발생할 수 있습니다.
과충전은 배터리의 전해질이 분해되어 수소 및 산소와 같은 가스를 방출 할 수 있습니다. 이 가스는 배터리 내부에 쌓여서 부풀어 오릅니다. 고온은 또한 전해질의 파괴를 가속화하여 가스 생성과 붓기를 초래할 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 전해질의 분해는 또한 분해 제품이 배터리 내부에 축적 될 수 있으므로 부종을 일으킬 수 있습니다.
붓기는 배터리에 심각한 문제가 발생할 수 있으며 배터리의 성능과 안전에도 영향을 줄 수 있습니다. 부어 오른 배터리는 장치에 제대로 맞지 않을 수 있으며 과열 및 단락이 발생하기 쉽습니다. 충전식 리튬 배터리가 부어 오르면 배터리 사용을 즉시 중지하고 올바르게 폐기하는 것이 중요합니다.
자제력
자체 전하는 리튬 배터리를 포함하여 모든 충전식 배터리에서 발생하는 자연 현상입니다. 자체 차지는 배터리가 사용되지 않을 때 발생하는 점진적인 충전 손실을 나타냅니다. 자체 전하 속도는 배터리 화학, 온도 및 전하 상태를 포함한 다양한 요인에 따라 다릅니다.
리튬 배터리는 일반적으로 니켈-카드미움 (NICD) 및 NIMH (Nickel-Metal Hydride) 배터리와 같은 다른 유형의 충전식 배터리에 비해 자체 전하 속도가 낮습니다. 그러나 리튬 배터리조차도 시간이 지남에 따라 자체 전하 될 수 있습니다. 특히 고온 또는 완전히 하전 된 상태에 저장되는 경우.
자가 절하를 최소화하려면 충전식 리튬 배터리를 시원하고 건조한 장소와 부분 충전 상태에 저장하는 것이 중요합니다. 배터리를 장기간 보관 해야하는 경우 약 50%로 충전 한 다음 멋진 장소에 보관하는 것이 좋습니다.
결론
충전식 리튬 배터리는 강력하고 다재다능한 에너지 저장 솔루션이지만 문제가 없습니다. 용량 페이드, 내부 단락, 열 런 어웨이, 붓기 및 자체 전하는 충전식 리튬 배터리에서 발생할 수있는 일반적인 실패 중 일부입니다. 충전식 리튬 배터리 공급 업체로서 신뢰할 수 있고 안전한 고품질 배터리를 제공하기 위해 노력하고 있습니다. 충전식 리튬 배터리의 일반적인 고장을 이해하고 방지하기위한 적절한 조치를 취함으로써 배터리가 최적의 성능을 유지하고 오래 지속되도록 할 수 있습니다.
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참조
- "리튬 이온 배터리 : 과학 및 기술"요시오 마츠다, 아키야 코조와, 마사키 요시오
- Andrei V. Savkin 및 Quoc Tran-Duc의 "배터리 관리 시스템 : 모델링 설계"
- David Linden과 Thomas B. Reddy의 "배터리 핸드북"