Išsipūtimas (taip pat žinomas kaip išsipūtimas) yra dažnas reiškinys sugedus ličio akumuliatoriui, keliantis pavojų saugai (pvz., gaisras ar sprogimas), todėl paprastai reikia nedelsiant nutraukti naudojimą.
Išsipūtimo esmė yra perteklinis dujų susidarymas akumuliatoriaus viduje, dėl kurio padidėja slėgis ir deformuojasi korpusas arba vidiniai elementai. Tai įprasta maišelių baterijose. Gaminant šiek tiek daugiau dujų prizminėse baterijose, baterijos storis gali sumažėti, o sunkiais atvejais gali atsidaryti sprogimui atsparus vožtuvas.
Akumuliatoriaus išsipūtimo priežastys yra šios:
I. Vidinės cheminės reakcijos, dėl kurių susidaro dujos (pagrindinė priežastis)
1.1 Elektrolitų skilimas
Per didelis įkrovimas:Kai įtampa per aukšta, teigiamo elektrodo medžiagos struktūra tampa nestabili, išskiriamas aktyvusis deguonis, kuris smarkiai reaguoja su elektrolitu, išskirdamas daug šilumos ir dujų (pvz., CO₂, CO).
Aukštos{0}}temperatūros aplinka:Elektrolite esantys organiniai tirpikliai (pvz., karbonatai) lengvai suyra ir gamina dujas aukštoje temperatūroje.
1.2 SEI plėvelės skaidymas ir regeneravimas
Įprasto ciklo metu kietojo elektrolito sąsaja (SEI plėvelė) ant neigiamo elektrodo paviršiaus šiek tiek pasitaisys, sunaudodama elektrolitą ir gamindama nedidelį kiekį dujų. Esant per dideliam įkrovimui arba aukštai temperatūrai, SEI plėvelė labai suyra, atidengdama neigiamą elektrodą (pvz., grafitą), kuris reaguoja su elektrolitu ir generuoja vandenilio ir alkano dujas.
1.3 Drėgmės priemaišų reakcija
Jei gamybos metu patenka drėgmė, elektrolite esančios ličio druskos (pvz., LiPF₆) reaguos su vandeniu, sudarydamos HF (ėsdinančią) ir vandenilį, o tai sukels patinimą ir materialinių nuostolių.
1.4 Neigiamo elektrodo dengimas ličiu
Įkraunant žemoje-temperatūros, didelės-srovės įkrovimo ar neigiamo elektrodo senėjimo metu ličio jonai gali būti tiesiogiai redukuoti į metalinį litį ant neigiamo elektrodo paviršiaus (ličio dengimo), o ne įterpti į grafito sluoksnį.
Metalinis litis reaguoja su elektrolitu, kad susidarytų dujos, pvz., vandenilis, ir taip pat gali pradurti separatorių, sukeldamas trumpąjį jungimą.
Aukščiau aprašytos priežastys, kodėl akumuliatoriai išsipūtė, o tai yra pagrindinės dujų gamybos priežastys (mechanizmai). Dujų gamyba neišvengiama; net esant tobulam dizainui, optimaliam medžiagų parinkimui ir kruopštiems gamybos procesams, akumuliatoriai gamins dujas. Nedidelis dujų kiekis yra priimtinas, o akumuliatoriaus vidinėje erdvėje jie gali tilpti.
Tačiau dėl nepagrįstų projektavimo ir gamybos defektų dujų susidarymas gali paspartėti, o netinkamas akumuliatoriaus naudojimas taip pat pagreitins dujų gamybą. Toliau daugiausia pristatomos dujų gamybos problemos, kurias sukelia šie veiksniai;
II. Dizaino ir gamybos defektai
2.1 Gamybos proceso problemos
Netinkama drėgmės kontrolė gamybos aplinkoje sukelia per didelę drėgmę akumuliatoriaus elemento viduje.
Netolygi elektrodų danga ir netinkamas apvijų išlygiavimas / krovimas gali sukelti vietinę įtempių koncentraciją arba trumpojo jungimo{0}} riziką.
ACEY{0}}HFC250elektrodų dengimo mašinayra plačiai naudojami tiriant įvairias aukštos temperatūros{0}}dengiamąsias plėveles, įskaitant keramiką, kristalines struktūras, akumuliatorių medžiagas ir specializuotas nanomedžiagas.
Dėl prastos kapsuliavimo gali prasiskverbti dujos arba prastas sandarumas.
2.2 Medžiagų defektai (separatorius)
Dėl prastos kokybės (netolygus poringumas, mažas mechaninis stiprumas) jis linkęs susitraukti arba plyšti.
Dėl netinkamos elektrolito priedo sudėties pablogėja plėvelės{0}}formavimo savybės.
2.3 Apsauginio vožtuvo gedimas
Kai kuriose minkštose{0}}paketinėse arba cilindrinėse baterijose yra prastai suprojektuoti apsauginiai vožtuvai, kurie negali laiku išleisti slėgio, kai jis kyla.
III. Netinkamos naudojimo sąlygos (dažniausios priežastys)
3.1 Per didelis įkrovimas / iškrovimas
Per didelis įkrovimas:Teigiama elektrodo struktūra žlunga, gamina deguonį ir pagreitina elektrolitų skilimą.
Per{0}}iškrova (žema įtampa):Vario srovės kolektorius prie neigiamo elektrodo ištirpsta, todėl susidaro trumpieji jungimai ir susidaro dujos.
3.2 Aukštos{1}}temperatūros aplinka
Ilgai veikiant aukštai temperatūrai (pvz., tiesioginiams saulės spinduliams ar aukštai temperatūrai transporto priemonės viduje) eksponentiškai padidėja šalutinių reakcijų greitis.
Didelė{0}}įkrovimo ir iškrovimo srovė sukelia vidinį šilumos kaupimąsi.
3.3 Mechaniniai pažeidimai
Suspaudimas, pradūrimas ar numetimas gali sukelti vidinę konstrukcijos deformaciją, dėl kurios gali atsirasti mikro{0}}trumpasis jungimas arba elektrolito nuotėkis.
3.4 Ilgalaikė{1}}neaktyvi saugykla
Ilgą laiką laikant akumuliatorių esant pernelyg aukštam arba žemam įkrovimo lygiui, šalutinis poveikis tęsiasilėtai, palaipsniui gamina dujas.