Penggembungan (juga dikenal sebagai pembengkakan) adalah fenomena umum pada kegagalan baterai litium, yang menimbulkan bahaya keselamatan (seperti kebakaran atau ledakan), dan biasanya memerlukan penghentian penggunaan segera.
Inti dari penonjolan adalah terbentuknya gas berlebih di dalam baterai, yang menyebabkan peningkatan tekanan dan deformasi casing atau sel internal. Hal ini biasa terjadi pada baterai kantong. Produksi gas yang sedikit lebih banyak pada baterai prismatik dapat mengakibatkan ketebalan baterai yang buruk, dan dalam kasus yang parah, dapat menyebabkan katup-tahan ledakan terbuka.
Penyebab baterai menggembung antara lain:
I. Reaksi kimia internal yang menghasilkan gas (akar penyebab)
1.1 Dekomposisi elektrolit
Pengisian berlebihan:Ketika tegangan terlalu tinggi, struktur material elektroda positif menjadi tidak stabil, melepaskan oksigen aktif, yang bereaksi hebat dengan elektrolit, menghasilkan panas dan gas dalam jumlah besar (seperti CO₂, CO).
Lingkungan-bersuhu tinggi:Pelarut organik dalam elektrolit (seperti karbonat) mudah terurai dan menghasilkan gas pada suhu tinggi.
1.2 Dekomposisi dan regenerasi film SEI
Selama siklus normal, antarmuka elektrolit padat (film SEI) pada permukaan elektroda negatif akan sedikit memperbaiki dirinya sendiri, mengonsumsi elektrolit dan menghasilkan sedikit gas. Di bawah pengisian yang berlebihan atau suhu tinggi, film SEI terurai secara signifikan, memperlihatkan elektroda negatif (misalnya grafit) yang bereaksi dengan elektrolit untuk menghasilkan gas hidrogen dan alkana.
1.3 Reaksi Pengotor Kelembaban
Jika uap air masuk selama produksi, garam litium dalam elektrolit (misalnya LiPF₆) akan bereaksi dengan air menghasilkan HF (korosif) dan hidrogen, yang menyebabkan pembengkakan dan kerusakan material.
1.4 Pelapisan Lithium Elektroda Negatif
Selama pengisian-bersuhu rendah, pengisian-arus tinggi, atau penuaan elektroda negatif, ion litium dapat langsung direduksi menjadi litium metalik pada permukaan elektroda negatif (pelapisan litium) alih-alih tertanam dalam lapisan grafit.
Litium logam bereaksi dengan elektrolit menghasilkan gas seperti hidrogen, dan juga dapat melubangi separator sehingga menyebabkan korsleting.
Penjelasan di atas menjelaskan penyebab baterai menggembung, yang merupakan penyebab utama (mekanisme) produksi gas. Produksi gas tidak dapat dihindari; bahkan dengan desain yang sempurna, pemilihan bahan yang optimal, dan proses produksi yang cermat, baterai akan menghasilkan gas. Jumlah gas yang sedikit dapat diterima, dan ruang internal baterai dapat menampungnya.
Namun, cacat desain dan produksi yang tidak wajar dapat mempercepat produksi gas, dan penggunaan baterai yang tidak tepat juga akan mempercepat produksi gas. Berikut ini adalah penjelasan umum mengenai permasalahan pembangkitan gas yang disebabkan oleh faktor-faktor tersebut;
II. Cacat Desain dan Manufaktur
2.1 Masalah Proses Produksi
Kontrol kelembapan yang tidak tepat di lingkungan produksi menyebabkan kelembapan berlebih di dalam sel baterai.
Lapisan elektroda yang tidak rata dan belitan/penumpukan yang tidak sejajar dapat menyebabkan konsentrasi tegangan lokal atau risiko korsleting.
ACEY-HFC250mesin pelapis elektrodabanyak digunakan dalam penelitian berbagai-film pelapis suhu tinggi, termasuk keramik, struktur kristal, bahan baterai, dan bahan nano khusus.
Enkapsulasi yang buruk menyebabkan kebocoran gas atau penyegelan yang buruk.
2.2 Cacat Material (Pemisah)
Kualitas yang buruk (porositas tidak merata, kekuatan mekanik rendah) membuatnya rentan terhadap penyusutan atau sobek.
Formulasi aditif elektrolit yang tidak tepat menghasilkan sifat-pembentukan film yang buruk.
2.3 Kegagalan Katup Pengaman
Beberapa baterai kemasan-lunak atau silinder memiliki katup pengaman yang dirancang buruk sehingga tidak dapat melepaskan tekanan pada saat tekanan naik.
AKU AKU AKU. Kondisi Penggunaan yang Tidak Tepat (Penyebab Umum)
3.1 Pengisian/Pengosongan Berlebihan
Pengisian berlebihan:Struktur elektroda positif runtuh, menghasilkan oksigen dan mempercepat dekomposisi elektrolit.
Kelebihan-pengosongan (tegangan rendah):Pengumpul arus tembaga di elektroda negatif larut, menyebabkan korsleting dan produksi gas.
3.2 Lingkungan-Suhu Tinggi
Paparan suhu tinggi dalam waktu lama (seperti sinar matahari langsung atau suhu tinggi di dalam kendaraan) menyebabkan peningkatan laju reaksi samping secara eksponensial.
Pengisian dan pengosongan-arus yang tinggi menyebabkan akumulasi panas internal.
3.3 Kerusakan Mekanis
Terjepit, tertusuk, atau terjatuh dapat menyebabkan deformasi struktur internal, yang menyebabkan korsleting-mikro atau kebocoran elektrolit.
3.4 Penyimpanan-Idle Jangka Panjang
Menyimpan baterai dalam waktu lama pada tingkat pengisian daya yang terlalu tinggi atau rendah akan menyebabkan reaksi samping terus berlanjutperlahan, secara bertahap menghasilkan gas.