Eksplozivne vrste litijskih baterija

Vrste eksplozije u baterijskim ćelijama mogu se klasificirati u tri vrste: vanjski kratki spoj, unutarnji kratki spoj i prekomjerno punjenje. Vanjski izgled ovdje se odnosi na vanjski dio baterije, uključujući kratke spojeve uzrokovane lošom izolacijom unutar baterije. Kada dođe do kratkog spoja izvan ćelije baterije i elektroničke komponente ne uspiju prekinuti strujni krug, velika toplina će se generirati unutar ćelije, uzrokujući isparavanje elektrolita i podupiranje ljuske baterije. Kada unutarnja temperatura baterije dosegne 135 stupnjeva Celzijusa, visokokvalitetni separatorski papir zatvorit će fine pore, prekinuti ili gotovo prekinuti elektrokemijsku reakciju, izazvati nagli pad struje, a temperatura će se polako smanjivati, čime će se izbjeći eksplozija. Međutim, ako je brzina zatvaranja pora preslaba ili ako se pore uopće ne zatvore, papir s dijafragmom uzrokovat će daljnji porast temperature baterije, uzrokujući više isparavanja elektrolita, u konačnici razbijajući omotač baterije, pa čak i povećanje temperature baterije kako bi došlo do gorenja i eksplozije materijala. Unutarnji kratki spoj uglavnom je uzrokovan neravninama bakrene i aluminijske folije koje prodiru kroz dijafragmu ili dendritskim kristalima atoma litija koji prodiru kroz dijafragmu.
Ovi mali igličasti metali mogu uzrokovati mikro kratke spojeve. Zbog činjenice da je igla vrlo tanka i ima određenu vrijednost otpora, struja možda neće biti jako visoka. Neravnine bakrene aluminijske folije nastaju tijekom proizvodnog procesa, a uočeni fenomen je da je curenje baterije prebrzo, što se uglavnom može otkriti u tvornici ćelija ili tvornici za montažu. Štoviše, zbog malih neravnina, ponekad se mogu spaliti, uzrokujući da se baterija vrati u normalu. Stoga vjerojatnost eksplozije uzrokovane mikro kratkim spojevima u srhovima nije velika. Ova se izjava može vidjeti iz činjenice da često postoje neispravne baterije s niskim naponom nedugo nakon punjenja u raznim tvornicama baterijskih ćelija, ali postoji nekoliko incidenata eksplozija koji dobivaju statističku potporu. Stoga je eksplozija uzrokovana unutarnjim kratkim spojevima uglavnom uzrokovana prekomjernim punjenjem.
Jer nakon prekomjernog punjenja, igličasti metalni kristali litija su posvuda na elektrodi, ubodne točke su posvuda, a posvuda se događaju mikro kratki spojevi. Zbog toga će se temperatura baterije postupno povećavati i naposljetku će visoka temperatura uzrokovati stvaranje plina u elektrolitu. Ova situacija, bilo da je to zbog previsoke temperature koja uzrokuje izgaranje materijala i eksploziju, ili je ljuska prvo slomljena, uzrokujući ulazak zraka i podvrgavanje intenzivnoj oksidaciji metalnim litijem, kraj je eksplozije. Međutim, eksplozija uzrokovana unutarnjim kratkim spojevima uzrokovanim prekomjernim punjenjem ne mora se nužno dogoditi u trenutku punjenja. Moguće je da će potrošači prekinuti punjenje i iznijeti svoje telefone iz kuće prije nego što temperatura baterije bude dovoljno visoka da materijali izgore, a generirani plin nije dovoljan da probije kućište baterije. U tom trenutku toplina koju stvaraju brojni mikro kratki spojevi polako povećava temperaturu baterije, a nakon nekog vremena dolazi do eksplozije. Uobičajeni opis među potrošačima je da kada uzmu telefon u ruke, smatraju ga jako vrućim, a nakon što ga bace eksplodira.
Na temelju gore spomenutih vrsta eksplozija, možemo se usredotočiti na sprječavanje prekomjernog punjenja, sprječavanje vanjskih kratkih spojeva i poboljšanje sigurnosti baterije. Među njima, sprječavanje prekomjernog punjenja i sprječavanje vanjskog kratkog spoja pripadaju elektroničkoj zaštiti i usko su povezani s dizajnom baterijskog sustava i sklopom baterije. Ključ za poboljšanje sigurnosti baterijskih ćelija je kemijska i mehanička zaštita, koja je usko povezana s proizvođačima baterijskih ćelija.