Comprendre el risc explosiu de les bateries d'ions de liti de polímer

Segons el tipus d'electròlit utilitzat, les bateries d'ió de liti es classifiquen en bateries d'ió de liti líquid (LIB) i bateries d'ió de liti de polímer (PLB), també conegudes com a bateries d'ió de liti de plàstic.

Els PLB utilitzen els mateixos materials d'ànode i càtode que les bateries d'ions de liti líquids, incloent òxid de cobalt de liti, òxid de manganès de liti, materials ternaris i fosfat de ferro de liti per al càtode i grafit per a l'ànode. La diferència principal rau en l'electròlit utilitzat: els PLB substitueixen l'electròlit líquid per un electròlit de polímer sòlid, que pot ser "sec" o "com un gel". Actualment, la majoria dels PLB utilitzen un electròlit de gel de polímer.

Ara sorgeix la pregunta: realment exploten les bateries de polímers de liti? Donada la seva petita mida i pes lleuger, els PLB s'utilitzen àmpliament en ordinadors portàtils, telèfons intel·ligents i altres aparells electrònics portàtils. Amb aquests dispositius sovint transportats, la seva seguretat és primordial. Aleshores, com de fiable és la seguretat dels PLB i representen un risc d'explosió?

1. Els PLB utilitzen un electròlit semblant a un gel, diferent de l'electròlit líquid de les bateries d'ions de liti. Aquest electròlit semblant a un gel no bull ni produeix grans quantitats de gas, eliminant així la possibilitat d'explosions violentes.
2. Les bateries de liti solen venir amb una placa de protecció i una línia anti-explosió per seguretat. Tanmateix, la seva eficàcia pot ser limitada en moltes situacions.
3. Els PLB utilitzen envasos flexibles de plàstic d'alumini, a diferència de la carcassa metàl·lica de les cèl·lules líquides. En cas de problemes de seguretat, tendeixen a inflar-se en lloc d'explotar.
4. El PVDF, com a material de marc per a PLB, funciona de manera excel·lent.

Precaucions de seguretat per a PLB:

• Curtcircuit: causat per factors interns o externs, sovint durant la càrrega. La mala unió entre les plaques de la bateria també pot provocar curtcircuits. Tot i que la majoria de bateries d'ió de liti inclouen circuits de protecció i línies anti-explosió, és possible que no sempre siguin efectius.
• Sobrecàrrega: si un PLB es carrega amb una tensió massa alta durant massa temps, pot provocar un sobreescalfament intern i una acumulació de pressió, provocant l'expansió i la ruptura. La sobrecàrrega i la descàrrega profunda també poden danyar de manera irreversible la composició química de la bateria, afectant significativament la seva vida útil.

El liti és altament reactiu i es pot incendiar fàcilment. Durant la càrrega i descàrrega, l'escalfament continu de la bateria i l'expansió dels gasos produïts poden augmentar la pressió interna. Si la carcassa està danyada, pot provocar fuites, incendis o fins i tot explosions. Tanmateix, els PLB tenen més probabilitats d'inflar-se que d'explotar.

Avantatges dels PLB:

1. Alta tensió de treball per cèl·lula.
2. Gran densitat de capacitat.
3. Autodescàrrega mínima.
4. Cicle de vida llarg, més de 500 cicles.
5. Sense efecte de memòria.
6. Bon rendiment de seguretat, utilitzant embalatges flexibles de plàstic d'alumini.
7. Ultra prim, pot cabre en espais de la mida d'una targeta de crèdit.
8. Lleuger: no cal carcassa metàl·lica.
9. Capacitat més gran en comparació amb les bateries de liti de mida equivalent.
10. Baixa resistència interna.
11. Excel·lents característiques de descàrrega.
12. Disseny simplificat de la placa de protecció.

Inconvenients dels PLB:

1. Alt cost de producció.
2. Necessitat de circuits de protecció.