लिथियम बैटरी के लिए सुरक्षात्मक उपाय

लिथियम बैटरी सेल को 4.2V से ऊपर के वोल्टेज पर ओवरचार्ज करने के बाद, इसके दुष्प्रभाव होने लगेंगे। ओवरचार्जिंग वोल्टेज जितना अधिक होगा, खतरा उतना ही अधिक होगा। जब लिथियम बैटरी सेल का वोल्टेज 4.2V से अधिक हो जाता है, तो लिथियम के आधे से भी कम परमाणु सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री में रहते हैं। इस समय, भंडारण सेल अक्सर ढह जाती है, जिससे बैटरी में स्थायी क्षमता का नुकसान होता है। यदि चार्जिंग जारी रहती है, क्योंकि नकारात्मक इलेक्ट्रोड का भंडारण सेल पहले से ही लिथियम परमाणुओं से भरा होता है, तो बाद की लिथियम धातु नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री की सतह पर जमा हो जाएगी। ये लिथियम परमाणु नकारात्मक इलेक्ट्रोड सतह से लिथियम आयनों की दिशा में डेन्ड्रिटिक क्रिस्टल विकसित करेंगे। ये लिथियम धातु क्रिस्टल डायाफ्राम से गुजरेंगे, जिससे सकारात्मक और नकारात्मक ध्रुवों के बीच शॉर्ट सर्किट हो जाएगा। कभी-कभी शॉर्ट सर्किट होने से पहले बैटरी फट जाती है, क्योंकि ओवरचार्जिंग प्रक्रिया के दौरान, इलेक्ट्रोलाइट जैसी सामग्री गैस का उत्पादन करने के लिए विघटित हो जाती है, जिससे बैटरी आवरण या दबाव वाल्व उभार और फट जाता है, जिससे ऑक्सीजन प्रवेश कर सकता है और लिथियम परमाणुओं के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है। नकारात्मक इलेक्ट्रोड सतह, एक विस्फोट के लिए अग्रणी।
इसलिए, लिथियम-आयन बैटरी चार्ज करते समय, बैटरी की उम्र, क्षमता और सुरक्षा पर एक साथ विचार करने के लिए वोल्टेज सीमा निर्धारित करना आवश्यक है। इष्टतम चार्जिंग वोल्टेज सीमा 4.2V है। लिथियम बैटरी को डिस्चार्ज करते समय वोल्टेज की सीमा भी कम होनी चाहिए। जब बैटरी सेल का वोल्टेज 2.4V से कम होता है, तो कुछ सामग्री क्षतिग्रस्त होने लगेंगी। इसके अलावा, चूंकि बैटरी स्व-डिस्चार्ज होगी, जितनी अधिक देर तक डिस्चार्ज होगी, वोल्टेज उतना ही कम होगा। इसलिए, रुकने से पहले इसे 2.4V पर डिस्चार्ज नहीं करना बेहतर है। 3.0V से 2.4V तक डिस्चार्ज होने की अवधि के दौरान, लिथियम बैटरी द्वारा जारी ऊर्जा बैटरी की क्षमता का लगभग 3 प्रतिशत ही होती है। इसलिए, 3.0V एक आदर्श डिस्चार्ज कटऑफ़ वोल्टेज है। चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान वोल्टेज लिमिटेशन के अलावा करंट लिमिटेशन भी जरूरी है। जब करंट बहुत अधिक होता है, तो लिथियम आयन समय पर स्टोरेज सेल में प्रवेश नहीं कर पाते हैं और सामग्री की सतह पर इकट्ठा हो जाते हैं।
इन लिथियम आयनों द्वारा इलेक्ट्रॉन प्राप्त करने के बाद, वे सामग्री की सतह पर लिथियम परमाणु क्रिस्टल उत्पन्न करेंगे, जो ओवरचार्जिंग की तरह खतरे का कारण बन सकता है। यदि बैटरी का आवरण फट जाता है, तो यह फट जाएगा। इसलिए, लिथियम-आयन बैटरी की सुरक्षा में कम से कम शामिल होना चाहिए: चार्ज वोल्टेज की ऊपरी सीमा, निर्वहन वोल्टेज की निचली सीमा और वर्तमान की ऊपरी सीमा। सामान्य तौर पर, एक लिथियम बैटरी पैक, लिथियम बैटरी कोशिकाओं के अलावा, एक सुरक्षात्मक प्लेट होगी, जो मुख्य रूप से ये तीन सुरक्षा प्रदान करती है। हालाँकि, सुरक्षात्मक बोर्ड के ये तीन सुरक्षा स्पष्ट रूप से पर्याप्त नहीं हैं, और वैश्विक लिथियम बैटरी विस्फोट अभी भी अक्सर होते हैं। बैटरी सिस्टम की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए, बैटरी विस्फोट के कारणों का अधिक विस्तृत विश्लेषण करना आवश्यक है।