Izliekšanās (pazīstama arī kā pietūkums) ir izplatīta parādība litija akumulatora atteices gadījumā, radot drošības apdraudējumu (piemēram, aizdegšanos vai sprādzienu), un parasti ir nepieciešams nekavējoties pārtraukt lietošanu.
Izspieduma būtība ir pārmērīga gāzes veidošanās akumulatora iekšpusē, kas izraisa paaugstinātu spiedienu un korpusa vai iekšējo elementu deformāciju. Tas ir izplatīts maisiņu akumulatoros. Nedaudz vairāk gāzes ražošanas prizmatiskajos akumulatoros var izraisīt sliktu akumulatora biezumu un smagos gadījumos var izraisīt sprādziendrošā vārsta atvēršanos.
Akumulatora izliekuma cēloņi ir šādi:
I. Iekšējās ķīmiskās reakcijas, kas rada gāzi (galvenais iemesls)
1.1 Elektrolītu sadalīšanās
Pārmaksa:Ja spriegums ir pārāk augsts, pozitīvā elektroda materiāla struktūra kļūst nestabila, izdalot aktīvo skābekli, kas spēcīgi reaģē ar elektrolītu, radot lielu daudzumu siltuma un gāzes (piemēram, CO₂, CO).
Augstas{0}}temperatūras vide:Organiskie šķīdinātāji elektrolītā (piemēram, karbonāti) viegli sadalās un augstā temperatūrā rada gāzi.
1.2 SEI plēves sadalīšana un reģenerācija
Normālas braukšanas laikā cietā elektrolīta saskarne (SEI plēve) uz negatīvā elektroda virsmas nedaudz salabojas, patērējot elektrolītu un radot nelielu daudzumu gāzes. Pārlādējot vai augstā temperatūrā, SEI plēve ievērojami sadalās, pakļaujot negatīvo elektrodu (piemēram, grafītu), kas reaģē ar elektrolītu, veidojot ūdeņraža un alkāna gāzes.
1.3. Mitruma piemaisījumu reakcija
Ja ražošanas laikā tiek ievadīts mitrums, litija sāļi elektrolītā (piemēram, LiPF₆) reaģēs ar ūdeni, veidojot HF (kodīgu) un ūdeņradi, izraisot pietūkumu un materiālu bojājumus.
1.4. Negatīvā elektroda litija pārklājums
Zemas-temperatūras uzlādes, lielas-strāvas uzlādes vai negatīva elektroda novecošanas laikā litija joni var tikt tieši reducēti par metālisku litiju uz negatīvā elektroda virsmas (litija pārklājums), nevis iegulti grafīta slānī.
Metāliskais litijs reaģē ar elektrolītu, veidojot gāzes, piemēram, ūdeņradi, un var arī caurdurt separatoru, izraisot īssavienojumu.
Iepriekš ir aprakstīti iemesli, kāpēc akumulatori izspiežas, kas ir galvenie gāzes ražošanas cēloņi (mehānismi). Gāzes ražošana ir neizbēgama; pat ar perfektu dizainu, optimālu materiālu izvēli un rūpīgiem ražošanas procesiem akumulatori ražos gāzi. Neliels gāzes daudzums ir pieņemams, un akumulatora iekšējā telpa var tos ievietot.
Tomēr nepamatoti dizaina un ražošanas defekti var paātrināt gāzes veidošanos, un nepareiza akumulatora lietošana arī paātrinās gāzes ražošanu. Tālāk galvenokārt ir aprakstītas šo faktoru izraisītās gāzes ražošanas problēmas;
II. Dizaina un ražošanas defekti
2.1. Ražošanas procesa problēmas
Nepareiza mitruma kontrole ražošanas vidē izraisa pārmērīgu mitrumu akumulatora elementā.
Nevienmērīgs elektrodu pārklājums un nepareiza tinumu/savienojuma izlīdzināšana var izraisīt lokālu sprieguma koncentrāciju vai īssavienojuma risku{0}}.
ACEY-HFC250elektrodu pārklāšanas mašīnatiek plaši izmantoti pētījumos par dažādām augstas temperatūras{0}}pārklājuma plēvēm, tostarp keramiku, kristāliskām struktūrām, akumulatoru materiāliem un specializētiem nanomateriāliem.
Slikta iekapsulēšana izraisa gāzes noplūdi vai sliktu blīvējumu.
2.2. Materiālu defekti (atdalītājs)
Sliktā kvalitāte (nevienmērīga porainība, zema mehāniskā izturība) padara to pakļautu saraušanai vai plīsumiem.
Nepareiza elektrolīta piedevas formula izraisa sliktas plēves{0}}veidošanas īpašības.
2.3. Drošības vārsta atteice
Dažām mīkstajām-pakojuma vai cilindriskām baterijām ir slikti izstrādāti drošības vārsti, kas nevar laicīgi atbrīvot spiedienu, kad tas paaugstinās.
III. Nepareizi lietošanas apstākļi (biežie iemesli)
3.1. Pārlādēšana/izlāde
Pārmaksa:Pozitīvā elektrodu struktūra sabrūk, radot skābekli un paātrinot elektrolītu sadalīšanos.
Pārmērīga-izlāde (zemspriegums):Vara strāvas kolektors pie negatīvā elektroda izšķīst, izraisot īssavienojumus un gāzes veidošanos.
3.2. Augstas{1}}temperatūras vide
Ilgstoša augstas temperatūras iedarbība (piemēram, tieša saules gaisma vai augsta temperatūra transportlīdzeklī) izraisa eksponenciālu blakusreakciju ātruma palielināšanos.
Liela-strāva uzlāde un izlāde izraisa iekšēju siltuma uzkrāšanos.
3.3. Mehāniski bojājumi
Saspiešana, caurduršana vai nomešana var izraisīt iekšējas struktūras deformācijas, izraisot mikro{0}}īssavienojumus vai elektrolīta noplūdi.
3.4. Ilgtermiņa-dīkstāves krātuve
Akumulatora ilgstoša glabāšana pārāk augstā vai zemā uzlādes līmenī izraisa blakusreakcijas turpināšanoslēnām, pakāpeniski veidojot gāzi.