1 Проблемы безопасности литий-ионных аккумуляторов И.А. Профатилова, В.А. Тарнопольский Департамент развития, Группа компанийРусские аккумуляторы 2009 Проблемы безопасности литий-ионных аккумуляторов И.А. Профатилова, В.А. Тарнопольский Департамент развития, Группа компанийРусские аккумуляторы 2009

2 Основные подходы к повышению безопасности ЛИА Стандарты безопасности современных литий-ионных аккумуляторов Заключение Введение. Принцип работы ЛИА и основы безопасности Содержание Проблемы безопасности литий-ионных аккумуляторов (Профатилова И.А.)

3 1. Ведение. Принцип работы литий-ионных аккумуляторов (ЛИА) и основы безопасности Проблемы безопасности литий-ионных аккумуляторов (Профатилова И.А.)

4 Внутреннее устройство и схема работы ЛИА Химическая энергия электрическая энергия LiCoO 2 + C 6 Li 1-x CoO 2 + Li x C 6 Проблемы безопасности литий-ионных аккумуляторов (Профатилова И.А.)

5 Преимущества и недостатки литий-ионных аккумуляторов Высокая удельная энергия ( Втч/л) Высокие значения емкости и напряжения ( В) Отсутствие эффекта памяти Чувствительность к перезарядам и переразрядам Проблемы с безопасностью – вероятность воспламенения и взрыва Проблемы безопасности литий-ионных аккумуляторов (Профатилова И.А.)

6 Массовые отзывы литий-ионных аккумуляторов и батарей ведущими производителями гг. Проблемы безопасности литий-ионных аккумуляторов (Профатилова И.А.)

7 Основные факторы определяющие безопасность ЛИА Воздействие Дизайн ЛИА Компоненты ЛИА АнодКатод Электролит Сепаратор Реакции термического разложения Экзотермическое тепло Термический разгон аккумулятора Разгерметизация, горение, взрыв Типы воздействий: Внешнее или внутреннее короткое замыкание Нагревание от внешнего источника Перезаряд / переразряд Механическое повреждение Проблемы безопасности литий-ионных аккумуляторов (Профатилова И.А.)

8 Что происходит при разогреве аккумулятора? Разложение защитной плёнки на аноде [выделение тепла] Плавление полиолефинового сепаратора [поглощение тепла] Термическое разложение электролита LiC 6 + электролит Li 1-x CoO 2 + электролит Выделение О 2 из катода Экзотермические реакции между продуктами разложения защитного слоя, связующего (PVdF) и LiC 6 /O 2 Температура, о С Электрохимические реакции при заряде аккумулятора Анод: C + Li + + e - LiC 6 Катод: LiCoO 2 Li 1-x CoO 2 + xLi + + xe - Проблемы безопасности литий-ионных аккумуляторов (Профатилова И.А.)

9 2. Основные подходы к повышению безопасности ЛИА 2.1 Внешние электронные элементы защиты 2.2 Использование блокирующего сепаратора 2.3 Модификация электролита 2.4 Повышение безопасности материала анода 2.5 Повышение безопасности материала катода Проблемы безопасности литий-ионных аккумуляторов (Профатилова И.А.)

10 Основные способы повышения безопасности ЛИА 2.1 Внешние электронные элементы защиты Контроллер напряжения аккумулятора (>4.3 или 4.3 или