안전은 리튬 배터리의 본격적인 설계 기능이며 그럴만 한 이유가 있습니다. 우리가 모두 보았 듯이, 리튬 이온 배터리가 잘 작동 할 수 있도록하는 화학 및 에너지 밀도는 또한 인화성을 유발하므로 배터리가 오작동 할 때 종종 화려하고 위험한 엉망이됩니다.
모든 리튬 화학 물질이 동일하게 생성되는 것은 아닙니다. 사실, 대부분의 미국 소비자 (전자 애호가는 제외)는 제한된 범위의 리튬 솔루션에만 익숙합니다. 가장 일반적인 버전은 코발트 산화물, 망간 산화물 및 니켈 산화물 배합으로 제작됩니다.
먼저 시간을 거슬러 올라 갑시다. 리튬 이온 배터리는 훨씬 더 새로운 혁신이며 지난 25 년 동안 만 사용되었습니다. 이 기간 동안 리튬 기술은 노트북 및 휴대폰과 같은 소형 전자 제품에 전력을 공급하는 데 가치가 있음이 입증됨에 따라 인기가 높아졌습니다. 그러나 최근 몇 년 동안 여러 뉴스 기사에서 기억할 수 있듯이 리튬 이온 배터리는 화재 발생으로도 명성을 얻었습니다. 최근까지 리튬이 대형 배터리 뱅크를 만드는 데 일반적으로 사용되지 않는 주된 이유 중 하나였습니다.
하지만 따라왔다 인산 철 리튬 (LiFePO4). 이 새로운 유형의 리튬 용액은 본질적으로 불연성 이었지만 에너지 밀도는 약간 낮았습니다. LiFePO4 배터리는 더 안전 할뿐만 아니라 특히 재생 에너지와 같은 고전력 응용 분야에서 다른 리튬 화학 물질에 비해 많은 이점이있었습니다.
인산 철 리튬의 안전 기능에 대해 알아보기 전에 먼저 리튬 배터리 오작동이 어떻게 발생하는지 다시 살펴 보겠습니다.
리튬 이온 배터리는 배터리의 완전 충전이 즉시 해제되거나 액체 화학 물질이 외부 오염 물질과 혼합되어 발화 될 때 폭발합니다. 이것은 일반적으로 물리적 손상, 과충전 또는 전해질 파괴의 세 가지 방식으로 발생합니다.
예를 들어, 내부 분리기 또는 충전 회로가 손상되거나 오작동하는 경우 전해질이 병합되어 폭발적인 화학 반응을 일으키지 않도록하는 안전 장벽이 없어 배터리 포장이 파열되고 화학 슬러리와 산소가 즉시 결합됩니다. 모든 구성 요소를 점화합니다.
리튬 배터리가 폭발하거나 불이 붙을 수있는 몇 가지 다른 방법이 있지만 이와 같은 열 폭주 시나리오가 가장 일반적입니다. 리튬 이온 배터리는 시장에 나와있는 대부분의 충전식 제품에 전원을 공급하기 때문에 일반적으로 상대적인 용어이며 대규모 리콜이나 안전 문제가 발생하는 경우는 매우 드뭅니다.
리튬 철 인산염 (LiFePO4) 배터리가 완전히 새로운 것은 아니지만 이제 막 글로벌 상업 시장에서 견인력을 얻고 있습니다. 다음은 LiFePO4 배터리가 다른 리튬 배터리 솔루션보다 더 안전한 이유에 대한 간략한 설명입니다.
LiFePO4 배터리는 매우 안정적인 화학 작용의 결과로 강력한 안전 프로필로 가장 잘 알려져 있습니다. 인산염 기반 배터리는 안전하지 않은 수준으로 과열되지 않는 우수한 화학적 및 기계적 구조를 제공합니다. 따라서 다른 양극 재료로 만든 리튬 이온 배터리보다 안전성이 향상됩니다.
이는 LiFePO4의 충전 및 비 충전 상태가 물리적으로 유사하고 매우 견고하여 충전주기 또는 가능한 오작동과 함께 발생하는 산소 플럭스 동안 이온이 안정적으로 유지 될 수 있기 때문입니다. 전반적으로 인산 철-산화물 결합은 코발트-산화물 결합보다 강하므로 배터리가 과충전되거나 물리적 손상을 입으면 인산염-산화물 결합이 구조적으로 안정적으로 유지됩니다. 다른 리튬 화학에서는 결합이 분해되어 과도한 열을 방출하기 시작하여 결국 열 폭주로 이어집니다.
인산 리튬 전지는 불연성이므로 충전 또는 방전 중에 잘못 취급 할 경우 중요한 기능입니다. 또한 추위, 혹서 또는 거친 지형과 같은 가혹한 조건을 견딜 수 있습니다.
충돌 또는 단락과 같은 위험한 이벤트에 노출 될 때 폭발하거나 화재가 발생하지 않아 위험 가능성이 크게 줄어 듭니다. 리튬 배터리를 선택하고 위험하거나 불안정한 환경에서 사용할 것으로 예상되는 경우 LiFePO4가 최선의 선택 일 것입니다.
대부분의 LiFePO4 배터리에는 다음과 같은 많은 추가 안전 기능이있는 배터리 관리 시스템 (BMS)이 함께 제공됩니다. 과전류, 과전압, 저전압 및 과열 보호 및 셀은 방폭 스테인리스 스틸 케이스로 제공됩니다.
LiFePO4 배터리는 독성이없고 오염이 없으며 희토류 금속을 포함하지 않으므로 환경을 고려한 선택입니다. 납산 및 니켈 산화물 리튬 배터리는 심각한 환경 위험을 수반합니다 (특히 내부 화학 물질이 팀의 구조를 저하시키고 결국 누출을 유발하기 때문에 납산). 납산 및 기타 리튬 배터리와 비교하여 인산 철 리튬 배터리는 향상된 방전 및 충전 효율, 긴 수명 및 성능을 유지하면서 딥 사이클 기능을 포함하여 상당한 이점을 제공합니다. LiFePO4 배터리는 종종 더 높은 가격표와 함께 제공되지만 제품 수명 기간 동안 훨씬 더 나은 비용, 최소한의 유지 관리 및 간헐적 인 교체로 인해 가치있는 투자 및 더 안전한 장기 솔루션이됩니다.
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