Tüketici Elektronikinde Az Az Az Başarısızlık Modus of Lityum Battery in Consumer Electronics

Lityum-polimer piller bugün neredeyse her taşınabilir tüketici cihazı, akıllı telefonlardan ve dizüstü bilgisayarlardan kablosuz kulaklara ve tabletlere kadar şarj edilebilirler ve yüzlerce kez şarj edilmeleri için yeteneği onları kaçınılmaz hale getirebilirler. Ancak bu aynı sistemler birkaç şekilde başarısız olabilir, bazen dramatik bir şekilde cihaz hayatına nasıl ve neden başarısız olurlar, kazaları önler ve daha güvenli ürünleri seçerler.

Kapasite kaybı, batarya bozulmasının en yaygın ve öngörülebilir biçimidir. Her şarj döngüsü, bataryanın şarj edilebilir kimyasal değişikliklerine neden olur. Kullanıcılar 300-500 tam döngüden sonra sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık kullanılan lityum.

2. İç Kısa Devreler ve Dendrite Formasyon

İç kısalar, pozitif ve negatif elektrotlar doğrudan hücre içinde dokunurken meydana gelir. Üretim kusurları - metalik parçacık kondu veya zayıf ayırıcı kalitesi gibi - erken kısalara neden olabilir.Daha çok şüpheli, termal şarjlar tetiklenebilir, ağaç benzeri metalik lityum yatakları hızlı şarj veya aşırı şarj sırasında büyümenin. Dendrites, ince polimer sempozyumu yaratarak, yerel ısıtmaya yol açan düşük bir vakum yolu yaratarak.

3. Termal Runaway

Termal runaway en tehlikeli başarısızlık modudur. İç ısı nesli bataryanın ısıyı bozma yeteneğinin ne zaman aşıldığı başlar. Sıcaklık yükselir, hücre içindeki eski reaksiyonları hızlandırır. Elektrolyte decomposition, küçük şarj edilebilir gazlar ve separatorlar veya erirler, daha fazla iç kısalar ve ısıtılabilir ısı kaynaklarına neden olur.

4. Gerilme Depresyonu ve “Soft” Kısalar

Tüm kısalar felaket değildir. “yumuş” kısa, küçük elektrot yanlışlığı veya küçük kontrasesyondan sonuçlanabilir, normal öz-şarj oranını daha yüksek bir şekilde tespit etmeye neden olabilir. Batarya hala işe yarayabilir, ancak çok hücreli paketlere yol açabiliyor, biziz kapasiteye yol açabilir ve erken kapanmaya neden olur.

5. Gaz Nesil ve Swelling

Lityum-parator bataryalar genellikle iç gazlar elektrolit dekompozisyon veya nezle ingresyon tarafından üretilirken swell.Bu mod özellikle dizüstü bilgisayarlara ve telefon akülerine karşı baskı anlamına gelmez, elektrolitler için baskı ve olası kaybı gösterir.

Başarısızlık Sebepleri

Üretim Defects

İyi kontrollü fabrikalarda bile, metal veya tozların mikroskobik partikülleri hücrelere karışabilir. Bu parçacıklar, montaj sırasında elektrotlar tarafından çekilen ve sonunda kısalara neden olabilir. Zavallı elektrode kaplama üniforması, yetersiz kurutma ve zayıf seherksiyonlar diğer potansiyel kusurlarıdır.

Overcharging and Over-discharging

Lityum bataryaları katı bir gerilim penceresi içinde tutulmalıdır, genellikle 2.5-4.2 Hücre başına V. Üst limiti (overcharging) şeritleri kattan lityum ve her iki koşulu önlemeye, ancak bileşen başarısızlık veya yazılımları kesintiye uğratmaya devam edebilir.

Termal Stres

Heat, bir bataryanın içindeki her bozulma reaksiyonunu hızlandırır. 45 °C'de ameliyat, yaklaşık olarak 25 °C'ye kıyasla yarı yarıya düşer - 60 °C'nin üzerinde - sefil veya ertelemeye neden olabilir, doğrudan iç kısalara yol açabilir. Soğuk sıcaklıklar yavaş kimyasal reaksiyonlar ancak iç direnişi artırmak, lityum kaplamayı teşvik etmek için daha fazla olası şarj etmek.

Fiziksel Kötüye Kötülüğe Giriş

Bir cihazın hücreyi veya iç katmanları kıramaz. Bir batarya (örneğin, bir iğne veya keskin bir nesne ile) neredeyse her zaman şiddetli bir kısaya neden olabilir. Tekrarlanan vibrasyon, zaman içinde iç bağlantıların bozulmasına asla çabalamamalıdır. Kullanıcılar bir batarya paketini değiştirmeli veya değiştirmemelidir.

Yaş ve Takvim Yaşam

Tüm lityum aküler bile kullanılmadığında bile küçültülebilir. Elevated şarj seviyeleri (% 100 sorumlu devlet) ve yüksek sıcaklıklar takvim yaşını hızlandırır.Bir bataryayı% 40'ta şarj ve 15 °C minimis kapasite kaybı birçok ay içinde 50-60'ta neden üreticiler gemi yeni cihazlardır - depolama sırasında bataryayı korur.

Modern Pilaksiyonlara Yapılı Güvenlik Mekanizmaları

Battery Management System (BMS)

BMS, bir batarya paketinin beynidir. Hücre gerilimi, mevcut ve sıcaklık izler. Herhangi bir hücrenin onlara eşit olması için şarj edildiğinde, dengeler hücreleri dengelemek ve paketin sıcaklığı güvenli bir eşiği aşsa kesmektir. Yüksek kaliteli BMS firmware parçaları da sağlık durumu ve bayrak hatalarına ulaşır.

Pozitif Sıcaklık Co effective (PTC) Device

Bir dışsal işlem, bir sınırdan daha keskin bir şekilde direnişi artırmaktadır. Dış kısalara karşı koruyor - örneğin, cihazın şarj limanı yabancı bir nesne tarafından kısalanırsa, hata kaldırıldı ve serinlemeler, normal işlem olarak yeniden başlar.

Şimdiki Interrupt Device (CID)

Birçok silindirik hücrenin tehlikeli bir seviyeye kadar inşa ederse sürekli olarak iç bağlantıyı kapatan bir CID içerir. Bu, güvenlik vent başlamadan önce son bir savunma sağlar.

Vent ve Burst Disc

İç baskı aşırı olur ( gaz üretiminden), bir dizi alan veya vent kontrollü bir yöne gaz salıvermeye açılır. Bu, hücreyi patlamadan alıkoyan hücreleri önler.

Önlemler ve En İyi Uygulamaları

Kullanıcılar bu yönergeleri takip ederek batarya başarısızlığı riskini önemli ölçüde azaltabilir:

  • [FONT:0) sertifikalı şarj şarj cihazı ve kabloları kullanın.[DÜT:1] Aftermarket ürünleri doğru şarj profiline saygı duymayabilir veya UL, CE veya diğer bölgesel işaretlere bakın.
  • [FONT:0] Aşırı sıcaklıklardan yoksundur.[[Dönüşün: 1) Cihazın doğrudan güneş ışığında, sıcak bir arabada veya yakın ısı kaynaklarında cihazlardan ayrılmaması, donma koşullarından kaçınılması – eğer cihaz soğuksa, önce ısıtmasına izin verin.
  • [FONT:0] Aşırı şarj etmeyin.[DÜDÜT:1] Modern cihazlar% 100'te şarj etmeyi bırakır, ancak bunları haftalar boyunca takar.Bir kez tamamen şarj edilemez ve batarya-optimizasyon özelliklerini günlük kullanım için% 80 oranında sınırlandırır.
  • [FONT:0]Replace şişirme veya yaşlanma bataryaları hemen hemen hemen Cihazın şişdiğini fark ederseniz, batarya kapısının kısa sürelerce kapanmıyor veya kaliteli bir teknisyen tarafından değiştirilmesi gerekiyor.Normal çöpte şişirme veya atlatma işlemine çalışmıyorsunuz.
  • [FONT=0] Mağaza bataryaları düzgün bir şekilde kullanır.[[Dönetici:0) Cihazın kullanımı genellikle (örneğin, bir yedek dizüstü bilgisayar), yaklaşık 40'ta batarya ile mağaza - serin, kuru bir yerde% 60.
  • [[Düzg:0) Fiziksel hasar için Inspect for fiziksel hasar.[DÜT:1] Bir cihaz sert bir şekilde düştüyse, cihazlar hala işe yarasa bile, iç hasar var olabilir.
  • [[Dönetici yönergelerinin [Dönetici:0) Takip edilen üretici yönergelerin [Dönetici:0) Cihazınız için belirtilen sadece yedek bataryaları kullanın. Üçüncü taraf bataryaları aynı güvenlik korumaları olmayabilir.

Sonuç: Path Forward

Lityum-iron-fotozofofistleri (LFP) doğal olarak daha güvenli ve daha az ısıtıcı yüzeylere eğilimlidir. Katı devlet pilleri - hala geliştirmede - neredeyse bozulmamış bir optik fayda ile en iyi şekilde ortadan kaldırmak ve güvenlik artırmak.Bu arada, daha iyi BMS algoritmaları ve daha titiz üretim kalitesi kontrolü kusurları azaltılır.

Pil güvenliği ve başarısızlık analizi hakkında daha fazla okuma için, TANITIM:0)Battery University makalesi Li-ion güvenlik endişeleri) üzerinde, [[Döneticileri ve tasarım mühendisleri, yukarıda açıklanan riskleri hafifletebilir.