As baterias de íons de lítio são amplamente promovidas por sua alta vida útil e capacidade. No entanto, com o uso prolongado, algumas baterias de íon de lítio podem inchar devido aos seguintes motivos:
Expansão causada por sobrecarga A sobrecarga faz com que todos os átomos de lítio no material do eletrodo positivo se movam para o material do eletrodo negativo. Isto resulta na deformação e no colapso das grelhas originalmente cheias no eléctrodo positivo, um factor significativo que contribui para a diminuição da capacidade da bateria. Durante esse processo, uma quantidade crescente de íons de lítio se acumula no eletrodo negativo, levando à superacumulação de átomos de lítio que se transformam em cristais semelhantes a tocos de árvores, fazendo com que a bateria inche.
Expansão causada por descarga excessiva O filme da interface de eletrólito sólido (SEI) desempenha uma função protetora para o material do eletrodo negativo, evitando o colapso da estrutura do material e prolongando o ciclo de vida do material do eletrodo. O filme SEI sofre alterações reversíveis durante a carga e descarga, com alguns compostos orgânicos sofrendo transformações reversíveis. A descarga excessiva da bateria leva à destruição reversível do filme SEI e, após o SEI que protege o material do eletrodo negativo ser danificado, o material do eletrodo negativo entra em colapso, resultando na expansão das baterias de íons de lítio.
Problemas nos Processos de Produção e Fabricação Devido à diversidade de fabricantes, alguns podem priorizar medidas de redução de custos, levando a ambientes de produção adversos e ao uso de equipamentos desatualizados. Isto pode resultar num revestimento irregular da bateria e na introdução de partículas de poeira no eletrólito. Esses fatores podem contribuir para o inchaço das baterias de íons de lítio durante o uso pelo usuário, representando riscos potencialmente maiores.
por que as baterias de lítio são melhores
As baterias de lítio tornaram-se amplamente preferidas por vários motivos desde o desenvolvimento da primeira bateria, a pilha voltaica. Com o tempo, houve melhorias que levaram ao uso popular de baterias descartáveis de carbono-zinco, baterias recarregáveis de níquel-hidreto metálico (NiMH), níquel-cádmio (NiCd) e baterias de chumbo-ácido. Em 1992, a Sony introduziu com sucesso a bateria de iões de lítio e as suas vantagens tiveram um impacto significativo em muitos aspectos da vida moderna.
Maior densidade de energia: As baterias de lítio têm uma densidade de energia mais alta, aproximadamente 2,5 vezes maior que as baterias de níquel-cádmio e cerca de 6 a 7 vezes maior que as baterias de chumbo-ácido. Isso significa que as baterias de lítio podem fornecer a mesma capacidade em um pacote menor e mais leve.
Alta tensão operacional: As baterias de lítio têm uma tensão nominal mais alta em comparação com baterias como níquel-cádmio ou níquel-hidreto metálico, tornando-as mais versáteis em diversas aplicações.
Ecologicamente correto e não poluente: As baterias de lítio não contêm metais nocivos, como cádmio, chumbo ou mercúrio, o que as torna ecologicamente corretas e menos poluentes.
Ciclo de vida longo: As baterias de lítio podem suportar um grande número de ciclos de carga e descarga, com contagens de ciclos variando de 800 a 2.000. Isso supera significativamente as baterias de chumbo-ácido (aproximadamente 300 ciclos) e as baterias de níquel-hidreto metálico (cerca de 500 ciclos), resultando em um tempo mais longo. vida útil geral.
Baixa taxa de autodescarga: As baterias de íon de lítio apresentam uma taxa de autodescarga muito baixa. A taxa de autodescarga mede a perda espontânea de carga armazenada quando a bateria está em estado de circuito aberto. As baterias de íon-lítio, como as baterias de fosfato de ferro-lítio, normalmente têm uma taxa de autodescarga de cerca de 2% ao mês em temperatura ambiente, o que é muito inferior à taxa de autodescarga de 25% das baterias de níquel-hidreto metálico.
Forte adaptabilidade a temperaturas extremas: As baterias de lítio podem operar em uma ampla faixa de temperatura, de -20°C a 60°C. Algumas baterias de lítio são projetadas para ambientes específicos com requisitos de temperatura variados, e certos tipos podem até funcionar em ambientes com temperaturas superiores a 100 graus Celsius.
por que as baterias de lítio duram mais?
Geralmente usamos contagens de ciclos para indicar a vida útil das baterias de íons de lítio. Embora as contagens de ciclos variem entre as diferentes baterias de íons de lítio, em geral, seu ciclo de vida pode normalmente atingir cerca de 5 a 6 anos e, com o uso adequado, pode se estender ainda mais. Isto é significativamente mais longo em comparação com a vida útil das baterias de chumbo-ácido, que é de cerca de 1,5 anos. As baterias de íons de lítio podem suportar um grande número de ciclos de carga e descarga, com contagens de ciclos variando de 800 a 2.000 ciclos. Em comparação, as baterias de chumbo-ácido têm aproximadamente 300 ciclos e as baterias de níquel-hidreto metálico têm cerca de 500 ciclos. Esta contagem de ciclos mais elevada contribui para uma vida útil mais longa das baterias de iões de lítio.
quais baterias de lítio não são permitidas em aviões?
Em relação a esta questão, é necessário distinguir entre baterias de lítio de transporte restrito e aquelas cujo transporte é proibido.
Transporte restrito de baterias de lítio: Com aprovação da companhia aérea, é permitido transportar a bordo dispositivos eletrônicos contendo baterias de lítio com capacidade superior a 100Wh, mas não superior a 160Wh. Cada passageiro pode transportar até duas dessas baterias sobressalentes e elas não devem ser despachadas. Os dispositivos que podem conter baterias de lítio superiores a 100Wh incluem equipamentos de mídia, equipamentos de produção audiovisual, adereços de performance, dispositivos médicos, brinquedos elétricos, ferramentas elétricas, caixas de ferramentas, etc. .
Transporte proibido de baterias de lítio: Grandes baterias de lítio ou dispositivos eletrônicos com capacidade superior a 160Wh são estritamente proibidos de serem transportados ou despachados.
Para determinar se as baterias de lítio que você carrega podem ser transportadas a bordo, geralmente você pode verificar as marcações nas baterias. Se a energia nominal em watts-hora (Wh) não estiver indicada diretamente na bateria de lítio, você poderá calculá-la usando os seguintes métodos:
Se a tensão nominal (V) e a capacidade nominal (Ah) forem conhecidas: Calcule os watts-hora nominais usando a fórmula: Wh = V x Ah. A tensão nominal e a capacidade nominal geralmente estão marcadas na bateria.
Se a bateria estiver marcada apenas com miliamperes-hora (mAh): Divida o valor marcado por 1000 para obter amperes-hora (Ah). Por exemplo, se uma bateria de lítio estiver marcada com tensão nominal de 3,7V e capacidade nominal de 760mAh, os watts-hora nominais seriam: 760mAh / 1000 = 0,76Ah; 3,7V x 0,76Ah = 2,9Wh.
quando as baterias de lítio pegam fogo?
A causa fundamental da ignição da bateria de íons de lítio é a retenção anormal de calor dentro da bateria, levando à ignição após atingir o ponto de ignição dos combustíveis internos e externos. As razões específicas para esta ocorrência incluem:
Curto-circuito interno: O abuso da bateria, como sobrecarga e descarga excessiva que leva à formação de dendritos, impurezas ou poeira durante a produção da bateria, pode deteriorar-se e perfurar o separador, causando microcurtos-circuitos. A liberação de energia elétrica resulta no aumento da temperatura, e as reações químicas do material devido ao aumento da temperatura expandem ainda mais o caminho do curto-circuito, criando uma corrente de curto-circuito maior. Esta destruição cumulativa e que se reforça mutuamente leva à fuga térmica. Curtos-circuitos internos em baterias de íons de lítio podem fazer com que uma grande corrente flua através do ponto de curto-circuito, gerando uma quantidade significativa de calor, provocando assim explosões ou incêndios.
Curto-circuito externo: Curtos-circuitos externos prolongados geralmente queimam pontos fracos no circuito e raramente levam a eventos de fuga térmica na bateria.
Alta temperatura externa: Devido às características da estrutura da bateria de íons de lítio, diversas reações geram uma quantidade considerável de calor. O derretimento do separador causa curtos-circuitos internos e a liberação de energia elétrica aumenta a produção de calor. Este efeito destrutivo cumulativo e mutuamente reforçador resulta na ejeção de eletrólito e combustão. Se as baterias de íons de lítio forem expostas a altas temperaturas por um longo período, o solvente no eletrólito evapora mais rapidamente, o material do eletrodo se expande, a resistência interna aumenta e a capacidade da bateria diminui gradualmente. Quando a temperatura atinge um determinado nível, pode causar vazamentos, curtos-circuitos, causando explosões ou incêndios.
Vibração Mecânica ou Danos: Se as baterias de íon de lítio sofrerem fortes vibrações mecânicas ou danos durante o transporte, uso ou manutenção, isso poderá danificar o separador ou o eletrólito da bateria, causando contato direto entre o lítio metálico e o eletrólito. Este contato desencadeia uma reação exotérmica, levando a explosões ou incêndios.
Existem várias razões para a explosão e ignição de baterias de íons de lítio. É crucial usar e manter as baterias com segurança, exercer um gerenciamento eficaz das baterias e estar atento à identificação dos fabricantes de baterias para evitar o uso de produtos de qualidade inferior.