Hiểu rõ nguy cơ cháy nổ của pin Lithium-Ion Polymer

Dựa trên loại chất điện phân được sử dụng, pin lithium-ion được phân loại thành pin lithium-ion lỏng (LIB) và pin lithium-ion polymer (PLB), còn được gọi là pin lithium-ion nhựa.

PLB sử dụng vật liệu cực dương và cực âm giống như pin lithium-ion lỏng, bao gồm oxit lithium coban, oxit mangan lithium, vật liệu ternary và lithium sắt photphat cho cực âm và than chì cho cực dương. Sự khác biệt chính nằm ở chất điện phân được sử dụng: PLB thay thế chất điện phân lỏng bằng chất điện phân polymer rắn, có thể "khô" hoặc "giống như gel". Hầu hết các PLB hiện nay đều sử dụng chất điện phân gel polymer.

Bây giờ, câu hỏi được đặt ra: pin lithium-ion polymer có thực sự phát nổ không? Với kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ, PLB được sử dụng rộng rãi trong máy tính xách tay, điện thoại thông minh và các thiết bị điện tử cầm tay khác. Với những thiết bị này thường được mang theo bên mình, sự an toàn của chúng là điều tối quan trọng. Vậy độ an toàn của PLB đáng tin cậy đến mức nào và chúng có nguy cơ gây nổ không?

1. PLB sử dụng chất điện phân dạng gel, khác với chất điện phân lỏng trong pin lithium-ion. Chất điện phân dạng gel này không sôi hoặc tạo ra lượng khí lớn, do đó loại bỏ khả năng xảy ra vụ nổ dữ dội.
2. Pin lithium thường đi kèm bảng bảo vệ và dây chống cháy nổ để đảm bảo an toàn. Tuy nhiên, hiệu quả của chúng có thể bị hạn chế trong nhiều trường hợp.
3. PLB sử dụng bao bì nhựa dẻo bằng nhôm, trái ngược với vỏ kim loại của tế bào chất lỏng. Trong trường hợp có vấn đề về an toàn, chúng có xu hướng phồng lên hơn là phát nổ.
4. PVDF, với tư cách là vật liệu khung cho PLB, hoạt động rất xuất sắc.

Các biện pháp phòng ngừa an toàn cho PLB:

• Đoản mạch: Do các yếu tố bên trong hoặc bên ngoài gây ra, thường xảy ra trong quá trình sạc. Liên kết kém giữa các tấm pin cũng có thể dẫn đến đoản mạch. Mặc dù hầu hết pin lithium-ion đều có mạch bảo vệ và dây chống nổ nhưng không phải lúc nào chúng cũng có hiệu quả.
• Sạc quá mức: Nếu PLB được sạc với điện áp quá cao trong thời gian quá dài, nó có thể gây ra hiện tượng quá nhiệt bên trong và tích tụ áp suất, dẫn đến giãn nở và vỡ. Sạc quá mức và xả sâu cũng có thể làm hỏng thành phần hóa học của pin, ảnh hưởng đáng kể đến tuổi thọ của pin.

Lithium có tính phản ứng cao và có thể dễ dàng bắt lửa. Trong quá trình sạc và xả, việc làm nóng pin liên tục và sự giãn nở của khí sinh ra có thể làm tăng áp suất bên trong. Nếu vỏ bị hư hỏng có thể dẫn đến rò rỉ, cháy nổ thậm chí là nổ. Tuy nhiên, PLB có xu hướng phồng lên hơn là phát nổ.

Ưu điểm của PLB:

1. Điện áp làm việc cao trên mỗi tế bào.
2. Mật độ công suất lớn.
3. Tự xả tối thiểu.
4. Vòng đời dài, hơn 500 chu kỳ.
5. Không có hiệu ứng bộ nhớ.
6. Hiệu suất an toàn tốt, sử dụng bao bì nhựa nhôm dẻo.
7. Siêu mỏng, có thể vừa với không gian có kích thước bằng thẻ tín dụng.
8. Nhẹ: Không cần vỏ kim loại.
9. Dung lượng lớn hơn so với pin lithium có kích thước tương đương.
10. Điện trở trong thấp.
11. Đặc tính xả tuyệt vời.
12. Thiết kế bảng bảo vệ đơn giản.

Nhược điểm của PLB:

1. Chi phí sản xuất cao.
2. Cần có mạch bảo vệ.