Litija jonu akumulatoru aizsardzības pasākumi

Pēc tam, kad litija baterijas elements ir pārlādēts līdz spriegumam, kas lielāks par 4,2 V, sāks parādīties blakusparādības. Jo augstāks pārlādes spriegums, jo lielāks risks. Ja litija akumulatora elementa spriegums ir lielāks par 4,2 V, katoda materiālā paliek mazāk nekā puse litija atomu. Šajā laikā uzglabāšanas šūna bieži sabrūk, kā rezultātā neatgriezeniski samazinās akumulatora jauda. Ja uzlāde tiek turpināta, jo negatīvā elektroda uzglabāšanas šūna ir piepildīta ar litija atomiem, uz negatīvā elektroda materiāla virsmas uzkrāsies litija metāls. Šie litija atomi izaudzēs dendritiskos kristālus no negatīvās virsmas uz litija jonu virzienu. Šie litija metāla kristāli izies cauri diafragmas papīram un īssavieno pozitīvo un negatīvo elektrodu. Dažreiz akumulators uzsprāgst pirms īssavienojuma. Tas ir tāpēc, ka pārlādēšanas procesa laikā elektrolīts un citi materiāli tiks saplaisājuši, veidojot gāzi, kas liek akumulatora korpusam vai spiediena vārstam izspiesties un pārsprāgt, ļaujot skābeklim iekļūt un reaģēt ar litija atomiem, kas uzkrāti uz negatīvās virsmas, un pēc tam eksplodēt. Tāpēc, uzlādējot litija akumulatoru, ir jāiestata augšējā sprieguma robeža, lai ņemtu vērā akumulatora darbības laiku, jaudu un drošību. Optimālā uzlādes sprieguma augšējā robeža ir 4,2 V. Jābūt arī zemākai sprieguma robežai, kad litija baterijas elements ir izlādējies. Kad elementa spriegums ir zemāks par 2,4 V, daži materiāli sāks bojāties. Tā kā akumulators izlādēsies pats, jo ilgāk tas būs izlādējies, jo zemāks būs spriegums. Tāpēc izlādes laikā vislabāk ir neapstāties pie 2,4 V. Laika posmā no 3.{11}}V līdz 2,4 V litija akumulatora izdalītā enerģija veido tikai aptuveni 3 procentus no akumulatora jaudas. Tāpēc 3.{16}}V ir ideāls izlādes spriegums.

Uzlādes un izlādes laikā papildus sprieguma ierobežojumam ir nepieciešams arī strāvas ierobežojums. Ja strāva ir pārāk liela, litija joniem nav laika iekļūt uzglabāšanas šūnā un tie sakrājas uz materiāla virsmas. Pēc tam, kad šie litija joni iegūst elektronus, uz materiāla virsmas kristalizēsies litija atomi, kas ir tāds pats kā pārlāde, kas radīs briesmas. Ja akumulatora korpuss saplīst, tas eksplodēs.

Tāpēc litija jonu akumulatoru aizsardzībai jāietver vismaz trīs elementi: uzlādes sprieguma augšējā robeža, izlādes sprieguma apakšējā robeža un strāvas augšējā robeža. Kopumā litija akumulatora komplektā, izņemot litija akumulatora elementu, būs aizsargplāksne, kas galvenokārt nodrošina šīs trīs aizsardzības iespējas. Tomēr šie trīs aizsargplāksnes aizsardzības līdzekļi ir acīmredzami nepietiekami. Litija bateriju sprādzieni joprojām ir bieži visā pasaulē. Lai nodrošinātu akumulatora sistēmas drošību, rūpīgāk jāanalizē akumulatora sprādziena cēlonis.