A segurança é uma característica de design crítica nas baterias de lítio, e por boas razões.A química e a densidade de energia que tornam as baterias de íons de lítio tão eficazes também as tornam inflamáveisQuando estas baterias falham, podem criar incidentes perigosos e dramáticos.
Não todas as substâncias químicas de lítio são iguais, de facto, a maioria dos consumidores americanos, com excepção dos entusiastas de electrónica, conhece apenas uma selecção limitada de soluções de lítio.Os tipos mais comuns são baseados em formulações de óxido de cobalto, óxido de manganês e óxido de níquel.
Vamos tomar um momento para refletir sobre a evolução das baterias de íons de lítio. Esta tecnologia é relativamente nova, tendo surgido nos últimos 25 anos.As tecnologias de lítio ganharam popularidade pela sua eficácia em alimentar eletrônicos menores como laptops e celularesNo entanto, como muitas notícias têm destacado, as baterias de íons de lítio também desenvolveram uma reputação de pegar fogo.Esta preocupação foi uma das principais razões pelo qual o lítio era raramente usado em grandes bancos de baterias..
Entre fosfato de ferro de lítio (LiFePO4). Esta solução de lítio mais nova é inerentemente não-combustível, embora com uma densidade de energia ligeiramente menor.As baterias LiFePO4 não só oferecem maior segurança, mas também oferecem várias vantagens em relação a outras químicas de lítio, particularmente para aplicações de alta potência como as energias renováveis.
Antes de explorarmos as características de segurança do fosfato de ferro de lítio, vamos rever como ocorrem falhas de funcionamento das baterias de lítio.
As baterias de íons de lítio podem explodir quando sua carga completa é liberada instantaneamente ou quando os produtos químicos líquidos se misturam com contaminantes estranhos e se acendem.danos físicos, sobrecarregamento, ou quebra de eletrólitos.
Por exemplo, se o separador interno ou o circuito de carregamento estiverem danificados ou funcionarem mal, as barreiras de segurança são comprometidas.desencadeando uma reação química explosiva que rompe o invólucro da bateria, combina a lama química com oxigénio e inflama todos os componentes.
Embora existam outras formas de as baterias de lítio explodirem ou pegarem fogo, cenários de fuga térmica como estes são os mais comuns.É importante notar que tais incidentes são relativamente raros, especialmente tendo em conta que as baterias de iões de lítio alimentam a maioria dos produtos recarregáveis no mercado.
Embora as baterias de fosfato de ferro de lítio (LiFePO4) não sejam inteiramente novas, estão a ganhar força nos mercados comerciais mundiais.Aqui está uma breve visão geral do que torna as baterias LiFePO4 mais seguras do que outras soluções de lítio.
As baterias LiFePO4 são conhecidas pelo seu forte perfil de segurança, atribuído à sua química altamente estável.As baterias à base de fosfato possuem uma estrutura química e mecânica superior que impede o superaquecimento a níveis perigosos, aumentando a segurança em comparação com as baterias de iões de lítio com outros materiais catódicos.
Os estados carregados e não carregados do LiFePO4 são fisicamente semelhantes e robustos, permitindo que os íons permaneçam estáveis durante o fluxo de oxigênio associado a ciclos de carga ou possíveis avarias.A ligação fosfato-óxido de ferro é mais forte que a ligação óxido de cobaltoPor conseguinte, quando sobrecarregado ou fisicamente danificado, a ligação fosfato-óxido mantém a sua integridade estrutural, enquanto outras ligações químicas de lítio tendem a quebrar-se.liberando calor excessivo e potencialmente desencadeando fuga térmica.
As células LiFePO4 são incombustíveis, uma característica essencial em caso de mau manuseio durante o carregamento ou descarregamento.Quando confrontados com eventos perigosos, tais como colisões ou curto-circuitoSe pretende utilizar uma bateria de lítio em ambientes perigosos ou instáveis, é provável que o LiFePO4 seja a sua melhor opção.
A maioria das baterias LiFePO4 vem equipada com um sistema de gerenciamento de bateria (BMS) que inclui recursos de segurança adicionais, como proteção contra sobrecorrência, sobrevoltagem, subvoltagem e sobre temperatura.As células são frequentemente alojadas em invólucros de aço inoxidável à prova de explosão.
Além disso, as baterias LiFePO4 são não tóxicas, não contaminantes e livres de metais raros, tornando-as uma escolha ecológica.As baterias de lítio de chumbo-ácido e óxido de níquel representam riscos ambientais significativos, nomeadamente as baterias de chumbo-ácido, que podem degradar-se com o tempo e libertar substâncias nocivas.
Em comparação com as baterias de chumbo-ácido e outras baterias de lítio, as baterias de lítio-fosfato de ferro oferecem vantagens substanciais, incluindo uma melhor eficiência de carga e descarga, uma vida útil mais longa,e a capacidade de ciclo profundo mantendo o desempenhoEmbora as baterias LiFePO4 possam ter um preço inicial mais elevado, os seus custos de vida útil mais baixos, manutenção mínima,e substituições infrequentes tornam-nas um investimento que vale a pena e uma solução a longo prazo mais segura.
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