Polymeerilitiumioniakkujen räjähdysvaaran ymmärtäminen

Käytetyn elektrolyytin tyypin mukaan litiumioniakut luokitellaan nestemäisiin litiumioniakkuihin (LIB) ja polymeerilitiumioniakkuihin (PLB), jotka tunnetaan myös muovisina litiumioniakkuina.

PLB:t käyttävät samoja anodi- ja katodimateriaaleja kuin nestemäiset litiumioniakut, mukaan lukien litiumkobolttioksidi, litiummangaanioksidi, kolmikomponentit ja litiumrautafosfaatti katodissa ja grafiitti anodissa. Ensisijainen ero on käytetyssä elektrolyytissä: PLB:t korvaavat nestemäisen elektrolyytin kiinteällä polymeerielektrolyytillä, joka voi olla joko "kuiva" tai "geelimäinen". Useimmat PLB:t käyttävät tällä hetkellä polymeerigeelielektrolyyttiä.

Nyt herää kysymys: räjähtävätkö polymeerilitiumioniakut todella? Pienen kokonsa ja keveytensä vuoksi PLB:itä käytetään laajalti kannettavissa tietokoneissa, älypuhelimissa ja muussa kannettavassa elektroniikassa. Kun näitä laitteita kuljetetaan usein mukana, niiden turvallisuus on ensiarvoisen tärkeää. Joten kuinka luotettavaa PLB:iden turvallisuus on, ja aiheuttavatko ne räjähdysvaaran?

1. PLB:t käyttävät geelimäistä elektrolyyttiä, joka on erilainen kuin litiumioniakkujen nestemäinen elektrolyytti. Tämä geelimäinen elektrolyytti ei kiehu eikä tuota suuria määriä kaasua, mikä eliminoi rajujen räjähdysten mahdollisuuden.
2. Litiumakuissa on yleensä suojalevy ja räjähdyssuojanauha turvallisuuden vuoksi. Niiden tehokkuutta voidaan kuitenkin rajoittaa monissa tilanteissa.
3. PLB:t käyttävät alumiinimuovisia joustavia pakkauksia, toisin kuin nestemäisten kennojen metallikotelo. Turvallisuusongelmien sattuessa niillä on taipumus turvota räjähtämisen sijaan.
4. PVDF PLB:n runkomateriaalina toimii erinomaisesti.

Turvallisuusohjeet PLB:ille:

• Oikosulku: Syynä on sisäinen tai ulkoinen tekijä, usein latauksen aikana. Huono liitos akkulevyjen välillä voi myös johtaa oikosulkuun. Vaikka useimmissa litiumioniakuissa on suojapiirit ja räjähdyksenestojohdot, ne eivät välttämättä aina ole tehokkaita.
• Ylilataus: Jos PLB:tä ladataan liian korkealla jännitteellä liian pitkään, se voi aiheuttaa sisäisen ylikuumenemisen ja paineen muodostumisen, mikä johtaa laajenemiseen ja repeämiseen. Ylilataus ja syväpurkaus voivat myös peruuttamattomasti vahingoittaa akun kemiallista koostumusta, mikä vaikuttaa merkittävästi sen käyttöikään.

Litium on erittäin reaktiivinen ja voi syttyä helposti tuleen. Latauksen ja purkamisen aikana akun jatkuva kuumeneminen ja syntyvien kaasujen laajeneminen voivat lisätä sisäistä painetta. Jos kotelo on vaurioitunut, se voi aiheuttaa vuodon, tulipalon tai jopa räjähdyksen. PLB:t kuitenkin todennäköisemmin turpoavat kuin räjähtävät.

PLB:n edut:

1. Korkea käyttöjännite per kenno.
2. Suuri kapasiteettitiheys.
3. Minimaalinen itsepurkaus.
4. Pitkä käyttöikä, yli 500 sykliä.
5. Ei muistiefektiä.
6. Hyvä turvallisuussuorituskyky, käyttämällä alumiinimuovia joustavaa pakkausta.
7. Erittäin ohut, mahtuu luottokorttikokoisiin paikkoihin.
8. Kevyt: Metallikoteloa ei tarvita.
9. Suurempi kapasiteetti verrattuna vastaavan kokoisiin litiumakkuihin.
10. Matala sisäinen vastus.
11. Erinomaiset purkausominaisuudet.
12. Yksinkertaistettu suojalevysuunnittelu.

PLB:n haitat:

1. Korkeat tuotantokustannukset.
2. Tarve suojapiirille.