Liitiumpatareide kaitsemeetmed

Pärast liitiumaku elemendi ülelaadimist pingeni üle 4,2 V hakkavad sellel olema kõrvalmõjud. Mida kõrgem on ülelaadimispinge, seda suurem on oht. Kui liitiumaku elemendi pinge ületab 4,2 V, jääb positiivse elektroodi materjali alla poole liitiumi aatomitest. Sel ajal variseb salvestuselement sageli kokku, põhjustades aku püsiva võimsuse vähenemise. Kui laadimine jätkub, kuna negatiivse elektroodi salvestuselement on juba täidetud liitiumiaatomitega, koguneb negatiivse elektroodi materjali pinnale järgnev liitiummetall. Need liitiumiaatomid kasvatavad negatiivse elektroodi pinnalt dendriitkristalle liitiumioonide suunas. Need liitiummetalli kristallid läbivad diafragmat, põhjustades lühise positiivse ja negatiivse pooluse vahel. Mõnikord plahvatab aku enne lühise tekkimist, kuna ülelaadimisprotsessi käigus lagunevad materjalid, nagu elektrolüüt, tekitades gaasi, mis põhjustab aku korpuse või rõhuklapi paisumise ja purunemise, võimaldades hapniku siseneda ja reageerida akule kogunenud liitiumiaatomitega. negatiivne elektroodi pind, mis põhjustab plahvatuse.
Seetõttu on liitiumioonakude laadimisel vaja seada pingepiirang, et üheaegselt arvestada aku eluiga, mahutavust ja ohutust. Optimaalne laadimispinge piir on 4,2 V. Liitiumakude tühjenemisel peaks olema ka pinge alumine piir. Kui akuelemendi pinge on alla 2,4 V, hakkavad mõned materjalid kahjustama. Samuti, kuna aku tühjeneb ise, siis mida kauem see tühjeneb, seda madalam on pinge. Seetõttu on parem mitte tühjendada seda 2,4 V juures enne, kui see peatub. Tühjenemise perioodil 30V kuni 2,4 V moodustab liitiumakudest vabanev energia vaid umbes 3 protsenti aku mahust. Seetõttu on 3.{14}}V ideaalne tühjenemise katkestuspinge. Laadimise ja tühjenemise ajal on lisaks pinge piiramisele vajalik ka voolu piiramine. Liiga suure voolu korral ei saa liitiumioonid õigel ajal säilituskambrisse siseneda ja kogunevad materjali pinnale.
Pärast seda, kui need liitiumioonid omandavad elektronid, tekitavad nad materjali pinnal liitiumiaatomi kristalle, mis sarnaselt ülelaadimisega võivad põhjustada ohtu. Kui aku korpus puruneb, plahvatab see. Seetõttu peaks liitiumioonakude kaitse hõlmama vähemalt: laadimispinge ülemist piiri, tühjenduspinge alumist piiri ja voolu ülemist piiri. Üldjuhul on liitiumakul lisaks liitiumaku elementidele kaitseplaat, mis tagab peamiselt need kolm kaitset. Nendest kolmest kaitseplaadi kaitsest aga ilmselgelt ei piisa ja globaalsed liitiumaku plahvatused on endiselt sagedased. Akusüsteemi ohutuse tagamiseks on vaja läbi viia täpsem akude plahvatuste põhjuste analüüs.