Afin d'éviter une décharge excessive ou une surcharge de la batterie due à une mauvaise utilisation, un triple mécanisme de protection est mis en place dans la batterie lithium-ion unique. Tout d'abord, un élément de commutation est utilisé. Lorsque la température à l’intérieur de la batterie augmente, sa valeur de résistance augmente en conséquence. Lorsque la température est trop élevée, il cessera automatiquement de fournir de l'énergie ; Deuxièmement, un matériau séparateur approprié est sélectionné. Lorsque la température atteint une certaine valeur, les micropores au niveau du micron sur le séparateur se dissolvent automatiquement, de sorte que les ions lithium ne puissent pas passer à travers et que la réaction interne de la batterie s'arrête ; Troisièmement, une soupape de sécurité (le trou d'aération sur le dessus de la batterie) est installée. Lorsque la pression interne de la batterie atteint une certaine valeur, la soupape de sécurité s'ouvre automatiquement pour assurer la sécurité de la batterie.
Parfois, bien que la batterie elle-même dispose de mesures de contrôle de sécurité, le contrôle échoue pour une raison quelconque, la soupape de sécurité est manquante ou le gaz n'est pas libéré à temps par la soupape de sécurité, et la pression interne de la batterie augmente fortement et provoque une explosion. .
En général, l’énergie totale stockée dans une batterie lithium-ion est inversement proportionnelle à sa sécurité. À mesure que la capacité de la batterie augmente, le volume de la batterie augmente également, ses performances de dissipation thermique se détériorent et le risque d'accident augmente considérablement. Pour les batteries lithium-ion utilisées dans les téléphones portables, l'exigence de base est que la probabilité d'un accident de sécurité soit inférieure à un sur un million, ce qui constitue également la norme minimale acceptable pour le public. Pour les batteries lithium-ion de grande capacité, notamment pour les automobiles, il est particulièrement important d’avoir recours à une dissipation thermique forcée.
Choisissez des matériaux d’électrode plus sûrs, tels que les matériaux au manganate de lithium. En termes de structure moléculaire, il est garanti que les ions lithium de l'électrode positive sont complètement intégrés dans les pores de carbone de l'électrode négative lorsqu'ils sont complètement chargés, ce qui évite fondamentalement la formation de dendrites. Dans le même temps, la structure stable du manganate de lithium rend ses performances d'oxydation bien inférieures à celles de l'oxyde de lithium-cobalt et sa température de décomposition dépasse de 100 degrés celle de l'oxyde de lithium-cobalt. Même si un court-circuit interne (piqûre d'aiguille) ou un court-circuit externe se produit en raison d'une force externe, le risque de combustion et d'explosion provoqué par la précipitation du lithium métallique peut être complètement évité lors d'une surcharge.
De plus, l’utilisation de matériaux à base de manganate de lithium peut également réduire considérablement les coûts.
Pour améliorer les performances des technologies de contrôle de sécurité existantes, les performances de sécurité des cellules de batterie lithium-ion doivent d'abord être améliorées, ce qui est particulièrement important pour les batteries de grande capacité. Choisissez un diaphragme avec de bonnes performances d'arrêt thermique. La fonction du diaphragme est de permettre le passage des ions lithium tout en isolant les électrodes positives et négatives de la batterie. Lorsque la température augmente, il se ferme avant que le diaphragme ne fonde, de sorte que la résistance interne monte à 2000 ohms, arrêtant ainsi la réaction interne.
Lorsque la pression ou la température interne atteint la norme prédéfinie, la vanne antidéflagrante s'ouvre et commence à relâcher la pression pour éviter une accumulation excessive de gaz interne, une déformation et éventuellement provoquer l'éclatement de la coque.
Améliorez la sensibilité du contrôle, sélectionnez des paramètres de contrôle plus sensibles et utilisez le contrôle conjoint de plusieurs paramètres (ceci est particulièrement important pour les batteries de grande capacité). Pour les batteries lithium-ion de grande capacité, elles sont composées de plusieurs cellules en série/parallèle. Par exemple, la tension d’un ordinateur portable est supérieure à 10 V et sa capacité est grande. Généralement, 3 à 4 cellules simples en série peuvent répondre aux exigences de tension, puis 2 à 3 batteries en série sont connectées en parallèle pour garantir une plus grande capacité.
Les batteries de grande capacité elles-mêmes doivent être équipées de fonctions de protection plus complètes, et deux modules de substrat de circuit doivent également être pris en compte : le module de substrat de circuit de protection (Protection Board PCB) et le module Smart Battery Gauge Board. La conception complète de protection de la batterie comprend : un circuit intégré de protection de premier niveau (pour éviter la surcharge, la décharge excessive et les courts-circuits de la batterie), un circuit intégré de protection de deuxième niveau (pour éviter la deuxième surtension), un fusible, un indicateur LED, un réglage de la température et d'autres composants.
Dans le cadre du mécanisme de protection à plusieurs niveaux, même si le chargeur ou l'ordinateur portable présente une anomalie, la batterie de l'ordinateur portable ne peut passer qu'à l'état de protection automatique. Si la situation n'est pas grave, il peut souvent fonctionner normalement après avoir été rebranché et n'explosera pas.
La technologie sous-jacente utilisée dans les batteries lithium-ion utilisées dans les ordinateurs portables et les téléphones portables est dangereuse et une structure plus sûre doit être envisagée.
En bref, avec les progrès de la technologie des matériaux et la meilleure compréhension des exigences relatives à la conception, à la fabrication, aux tests et à l'utilisation des batteries lithium-ion, les batteries lithium-ion deviendront plus sûres à l'avenir.