Compreendendo o risco explosivo das baterias de polímero de íon-lítio

Com base no tipo de eletrólito usado, as baterias de íon-lítio são categorizadas em baterias de íon-lítio líquido (LIB) e baterias de polímero de íon-lítio (PLB), também conhecidas como baterias plásticas de íon-lítio.

Os PLBs usam os mesmos materiais de ânodo e cátodo que as baterias de íon-lítio líquido, incluindo óxido de lítio-cobalto, óxido de lítio-manganês, materiais ternários e fosfato de ferro-lítio para o cátodo e grafite para o ânodo. A principal diferença está no eletrólito usado: os PLBs substituem o eletrólito líquido por um eletrólito de polímero sólido, que pode ser “seco” ou “semelhante a gel”. A maioria dos PLBs atualmente usa um eletrólito de gel polimérico.

Agora surge a pergunta: as baterias de polímero de íon-lítio realmente explodem? Dado o seu pequeno tamanho e peso leve, os PLBs são amplamente utilizados em laptops, smartphones e outros eletrônicos portáteis. Com esses dispositivos frequentemente transportados, sua segurança é fundamental. Então, quão confiável é a segurança dos PLBs e eles representam risco de explosão?

1. Os PLBs usam um eletrólito semelhante a um gel, diferente do eletrólito líquido das baterias de íon-lítio. Este eletrólito tipo gel não ferve nem produz grandes quantidades de gás, eliminando assim a possibilidade de explosões violentas.
2. As baterias de lítio geralmente vêm com uma placa de proteção e uma linha anti-explosão para segurança. No entanto, a sua eficácia pode ser limitada em muitas situações.
3. Os PLBs usam embalagens flexíveis de alumínio e plástico, em oposição ao invólucro metálico das células líquidas. Em caso de questões de segurança, eles tendem a inchar em vez de explodir.
4. O PVDF, como material de estrutura para PLBs, tem um desempenho excelente.

Precauções de segurança para PLBs:

• Curto-circuito: Causado por fatores internos ou externos, geralmente durante o carregamento. A má ligação entre as placas da bateria também pode causar curto-circuitos. Embora a maioria das baterias de íons de lítio venham com circuitos de proteção e linhas antiexplosão, estes nem sempre são eficazes.
• Sobrecarga: Se um PLB for carregado com uma tensão muito alta por muito tempo, poderá causar superaquecimento interno e aumento de pressão, levando à expansão e ruptura. A sobrecarga e a descarga profunda também podem danificar irreversivelmente a composição química da bateria, afetando significativamente a sua vida útil.

O lítio é altamente reativo e pode facilmente pegar fogo. Durante a carga e descarga, o aquecimento contínuo da bateria e a expansão dos gases produzidos podem aumentar a pressão interna. Se a caixa estiver danificada, poderá causar vazamento, incêndio ou até explosão. No entanto, os PLBs têm maior probabilidade de inchar do que explodir.

Vantagens dos PLBs:

1. Alta tensão de trabalho por célula.
2. Densidade de grande capacidade.
3. Autodescarga mínima.
4. Ciclo de vida longo, mais de 500 ciclos.
5. Sem efeito de memória.
6. Bom desempenho de segurança, utilizando embalagens flexíveis de plástico de alumínio.
7. Ultrafino, cabe em espaços do tamanho de um cartão de crédito.
8. Leve: Não há necessidade de revestimento metálico.
9. Maior capacidade em comparação com baterias de lítio de tamanho equivalente.
10. Baixa resistência interna.
11. Excelentes características de descarga.
12. Design simplificado da placa de proteção.

Desvantagens dos PLBs:

1. Alto custo de produção.
2. Necessidade de circuito de proteção.