Γιατί διογκώνονται οι μπαταρίες λιθίου;
Υπάρχουν τρεις κύριοι λόγοι για τη διόγκωση της μπαταρίας λιθίου:
①Προβλήματα στη διαδικασία παραγωγής του κατασκευαστή
Η επίστρωση της μπαταρίας είναι ανομοιόμορφη και σωματίδια σκόνης αναμειγνύονται με τον ηλεκτρολύτη. Αυτά μπορεί να προκαλέσουν διόγκωση της μπαταρίας λιθίου όταν τη χρησιμοποιεί ο χρήστης.
②Καθημερινές συνήθειες χρήσης χρήστη
Εάν ο χρήστης χρησιμοποιεί προϊόντα μπαταριών λιθίου με ακατάλληλο τρόπο, όπως υπερφόρτιση και υπερβολική εκφόρτιση, ή συνεχή χρήση σε εξαιρετικά αντίξοα περιβάλλοντα, μπορεί επίσης να προκαλέσει διόγκωση των μπαταριών λιθίου. Μεταξύ αυτών, οι λόγοι για τη διόγκωση που προκαλείται από υπερφόρτιση και υπερβολική εκφόρτιση είναι οι εξής:
Διόγκωση που προκαλείται από υπερφόρτιση: Η υπερφόρτιση θα προκαλέσει την εισχώρηση όλων των ατόμων λιθίου στο υλικό του θετικού ηλεκτροδίου στο υλικό του αρνητικού ηλεκτροδίου, προκαλώντας παραμόρφωση και κατάρρευση του αρχικά πλήρους πλέγματος του θετικού ηλεκτροδίου, γεγονός που αποτελεί επίσης έναν σημαντικό λόγο για τη μείωση της ισχύος της μπαταρίας λιθίου. Σε αυτή τη διαδικασία, ο αριθμός των ιόντων λιθίου στο αρνητικό ηλεκτρόδιο αυξάνεται και η υπερβολική συσσώρευση προκαλεί την ανάπτυξη κρυστάλλων από άτομα λιθίου, προκαλώντας τη διόγκωση της μπαταρίας λιθίου.
Διόγκωση που προκαλείται από υπερβολική εκφόρτιση: Κατά τη διάρκεια της πρώτης διαδικασίας φόρτισης και εκφόρτισης των υγρών μπαταριών ιόντων λιθίου, το υλικό του ηλεκτροδίου και ο ηλεκτρολύτης αντιδρούν στη διεπαφή στερεού-υγρού για να σχηματίσουν ένα στρώμα παθητικοποίησης που καλύπτει την επιφάνεια του υλικού του ηλεκτροδίου. Το σχηματισμένο στρώμα παθητικοποίησης μπορεί να αποτρέψει αποτελεσματικά τη διέλευση μορίων ηλεκτρολύτη, αλλά το Li+ μπορεί να ενσωματωθεί και να αφαιρεθεί ελεύθερα μέσω του στρώματος παθητικοποίησης, το οποίο έχει τα χαρακτηριστικά ενός στερεού ηλεκτρολύτη. Επομένως, αυτή η μεμβράνη παθητικοποίησης ονομάζεται “διεπαφή στερεού ηλεκτρολύτη” ή SEI εν συντομία. Η μεμβράνη SEI προστατεύει το υλικό του αρνητικού ηλεκτροδίου, καθιστώντας τη δομή του υλικού λιγότερο πιθανό να καταρρεύσει και μπορεί να αυξήσει τη διάρκεια ζωής του υλικού του ηλεκτροδίου. Η μεμβράνη SEI δεν είναι στατική και θα υπάρξει μια μικρή αλλαγή κατά τη διάρκεια της διαδικασίας φόρτισης και εκφόρτισης, κυρίως επειδή κάποια οργανική ύλη θα υποστεί αναστρέψιμες αλλαγές. Μετά την υπερβολική εκφόρτιση της μπαταρίας, η μεμβράνη SEI καταστρέφεται αναστρέψιμα και το SEI που προστατεύει το υλικό του αρνητικού ηλεκτροδίου καταστρέφεται, προκαλώντας την κατάρρευση του υλικού του αρνητικού ηλεκτροδίου, σχηματίζοντας έτσι ένα φαινόμενο διόγκωσης.
Αυτοί οι δύο παράγοντες θα προκαλέσουν μια βίαιη αντίδραση παρόμοια με βραχυκύκλωμα στο εσωτερικό της μπαταρίας κατά τη χρήση, παράγοντας μεγάλη ποσότητα θερμότητας, η οποία θα προκαλέσει την αποσύνθεση και την αεριοποίηση του ηλεκτρολύτη και τη διόγκωση της μπαταρίας.
③ Μακροχρόνια μη χρήση και ακατάλληλη αποθήκευση
Η μπαταρία δεν έχει χρησιμοποιηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα και δεν έχει συντηρηθεί σωστά. Όταν εκτίθεται στον αέρα για μεγάλο χρονικό διάστημα και δεν χρησιμοποιείται, η μπαταρία είναι πλήρως φορτισμένη. Δεδομένου ότι ο αέρας είναι αγώγιμος σε κάποιο βαθμό, εάν η μπαταρία παραμείνει για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, ισοδυναμεί με την άμεση επαφή των θετικών και αρνητικών πόλων της μπαταρίας, προκαλώντας χρόνιο βραχυκύκλωμα. Μόλις συμβεί βραχυκύκλωμα, θα παραχθεί θερμότητα και ορισμένοι ηλεκτρολύτες θα αποσυντεθούν ή ακόμα και θα εξατμιστούν, οδηγώντας σε διόγκωση.
Η χωρητικότητα των διογκωμένων μπαταριών λιθίου έχει υποστεί σοβαρή ζημιά και υπάρχουν κίνδυνοι για την ασφάλεια. Συνιστάται να μην χρησιμοποιούνται. Οι απόβλητες μπαταρίες λιθίου πρέπει να υποβάλλονται σε επεξεργασία μέσω επαγγελματικών καναλιών ανακύκλωσης για την πρόληψη της περιβαλλοντικής ρύπανσης.
