Polümeerliitiumioonakude plahvatusohu mõistmine

Kasutatava elektrolüüdi tüübi järgi liigitatakse liitiumioonakud vedelateks liitiumioonakudeks (LIB) ja polümeer-liitiumioonakudeks (PLB), mida tuntakse ka plastist liitiumioonakudena.

PLB-d kasutavad samu anoodi- ja katoodmaterjale nagu vedelad liitiumioonakud, sealhulgas liitiumkoobaltoksiid, liitiummangaanoksiid, kolmekomponentsed materjalid ja katoodi jaoks liitiumraudfosfaat ning anoodi jaoks grafiit. Peamine erinevus seisneb kasutatavas elektrolüüdis: PLB-d asendavad vedela elektrolüüdi tahke polümeerelektrolüüdiga, mis võib olla kas "kuiv" või "geelitaoline". Enamik PLB-sid kasutab praegu polümeer-geelelektrolüüti.

Nüüd tekib küsimus: kas polümeeri liitium-ioonakud tõesti plahvatavad? Arvestades nende väikest suurust ja kerget kaalu, kasutatakse PLB-sid laialdaselt sülearvutites, nutitelefonides ja muus kaasaskantavas elektroonikas. Kuna neid seadmeid sageli kaasas kantakse, on nende ohutus ülimalt tähtis. Niisiis, kui usaldusväärne on PLB-de ohutus ja kas need kujutavad endast plahvatusohtu?

1. PLB-d kasutavad geelitaolist elektrolüüti, mis erineb liitiumioonakude vedelast elektrolüüdist. See geelitaoline elektrolüüt ei kee ega tekita suures koguses gaasi, välistades sellega vägivaldsete plahvatuste võimaluse.
2. Liitiumakudel on ohutuse tagamiseks tavaliselt kaasas kaitseplaat ja plahvatusvastane joon. Kuid nende tõhusust võib paljudes olukordades piirata.
3. PLB-d kasutavad alumiiniumist plastist painduvat pakendit, erinevalt vedelate elementide metallkorpusest. Ohutusprobleemide korral kipuvad need pigem paisuma kui plahvatama.
4. PVDF kui PLB-de raammaterjal toimib suurepäraselt.

Ettevaatusabinõud PLB-dele:

• Lühis: Põhjuseks sisemised või välised tegurid, sageli laadimise ajal. Aku plaatide halb ühendus võib samuti põhjustada lühiseid. Kuigi enamikul liitiumioonakudel on kaitseahelad ja plahvatusvastased liinid, ei pruugi need alati tõhusad olla.
• Ülelaadimine: kui PLB-d laetakse liiga kaua liiga kõrge pingega, võib see põhjustada sisemist ülekuumenemist ja rõhu suurenemist, mis põhjustab paisumist ja purunemist. Ülelaadimine ja sügavtühjenemine võivad samuti pöördumatult kahjustada aku keemilist koostist, mõjutades oluliselt selle eluiga.

Liitium on väga reaktsioonivõimeline ja võib kergesti süttida. Laadimise ja tühjenemise ajal võib aku pidev kuumutamine ja tekkivate gaaside paisumine suurendada siserõhku. Kui korpus on kahjustatud, võib see põhjustada leket, tulekahju või isegi plahvatuse. Kuid PLB-d paisuvad tõenäolisemalt kui plahvatavad.

PLB-de eelised:

1. Kõrge tööpinge raku kohta.
2. Suur läbilaskevõime tihedus.
3. Minimaalne isetühjenemine.
4. Pikk tsükli eluiga, üle 500 tsükli.
5. Mäluefekt puudub.
6. Hea ohutusnäitaja, kasutades alumiiniumplastist painduvat pakendit.
7. Üliõhuke, mahub krediitkaardisuurustesse kohtadesse.
8. Kerge: pole vaja metallkorpust.
9. Suurem mahutavus võrreldes samaväärse suurusega liitiumakudega.
10. Madal sisetakistus.
11. Suurepärased tühjendusomadused.
12. Lihtsustatud kaitseplaadi disain.

PLB-de miinused:

1. Kõrge tootmiskulu.
2. Vajadus kaitseahelate järele.