Kāpēc litija jonu baterijas eksplodē?

Lai gan litija jonu baterijas kopumā ir neticami drošas, ļoti bieži to var aizdegties vai eksplodēt. Kad tas notiks, tāpat kā ar Samsung Galaxy Note 7 fiasko vai HP jaunāko klēpjdatoru atgādinājumu, vienmēr tā ir liela ziņa. Tātad, kas notiek un kāpēc baterijas dažreiz iziet ar sprādzienu? Noskaidrosim.

Atkārtoti uzlādējamās litija jonu akumulatori - tāda akumulatora veids, kas atrodas jūsu klēpjdatorā, tālrunī, planšetdatorā un gandrīz jebkurā citā modernajā sīkrīkā, kas jums pieder, kā arī elektriskajām automašīnām un lidmašīnām, ir atbildīgs par portatīvo ierīču revolūciju. Bez litija jonu akumulatoriem es nevarētu uzrakstīt šo rakstu, kas atrodas kafejnīcā; tā vietā man vajadzētu būt pieslēgtam strāvas avotam visu laiku.

Kas ir litija jonu akumulators?

Lai saprastu, kāpēc litija jonu baterijas dažkārt neizdodas, jums jāzina, kas notiek zem kapuces. Katrā litija jonu akumulatorā ir divi elektrodi - pozitīvi uzlādēts katods un negatīvi lādēta anoda, ko atdala ar plānas "mikroperferētas" plastmasas loksnes, kas ļauj abiem elektrodiem pieskarties. Kad jūs uzlādējat litija jonu akumulatoru, litija jonus nospiež ar elektrodu no katoda, izmantojot separatora mikroperferācijas un elektrības vadītspējīgu šķidrumu un pret anodu. Kad akumulators izlādējas, notiek reverse ar litija joniem, kas plūst no anoda uz katodu. Šī ir reakcija, kas stiprina jūsu klēpjdatoru.

Mazām baterijām, piemēram, tiem, kas atrodami viedtālruņos, parasti ir tikai viena litija jonu šūna. Lielākām baterijām, piemēram, klēpjdatoriem, parasti ir 6 līdz 12 litija jonu šūnas. Elektrisko automašīnu un lidmašīnu baterijās var būt simtiem šūnu.

Kas litija jonu akumulatoru eksplodē?

Pati lieta, kas padara litija jonu akumulatorus tik noderīgu, ir tas, kas arī dod viņiem iespēju aizdegties vai eksplodēt. Litijs ir patiešām liels enerģijas uzglabāšanā. Kad tas tiek izlaists kā satricinošs, tas paildzina tālruni visu dienu. Kad tas ir atbrīvots viss vienā iet, akumulators var eksplodēt.

Šī litija jonu akumulators no Japānas aviokompānijas "Boeing 787" notika 2013. gadā.

Lielākā daļa litija jonu akumulatoru ugunsgrēki un sprādzieni nāk uz leju problēmu īssavienojumu. Tas notiek, ja plastmasas atdalītājs neizdodas, un ļauj tam pieskarties anodei un katodam. Un pēc tam, kad abi abi sanāk kopā, akumulators sāk pārkarst.

Ir vairāki iemesli, kāpēc separators var neizdoties:

• Slikta dizaina vai ražošanas defekti: Akumulators ir slikti izstrādāts, tāpat kā Galaxy Piezīme 7. Šajā gadījumā akumulatoram nav pietiekami daudz vietas elektrodiem un atdalītājam. Dažos modeļos, kad uzlādētais akumulators mazliet paplašinājās, elektrodi saskanēja un izraisīja īssavienojumu. Pat labi izstrādāts akumulators var neizdoties, ja kvalitātes kontrole netiek turēta pietiekami stingri vai ražošanas procesā ir kādi defekti.
• Ārējie faktori: Liels siltums gandrīz garantē, ka tas izraisa neveiksmi. Ir zināms, ka baterijas, kas palikušas pārāk tuvu siltuma avotam vai ir nozvejotas ugunī, eksplodē. Cits ārējais faktors var izraisīt arī litija jonu akumulatoru bojājumu. Ja tālruņa pārmeklēšana ir pārāk grūti (vai pārāk daudzas reizes), iespējams, ka jūs atteiksit atdalītāju un izraisīs elektrodus pieskarties. Ja jūs caurdurt akumulatoru (vai nu nejauši, vai ar nodomu), tad jūs gandrīz noteikti radīsiet īssavienojumu.

• Lādētāja problēmas: Slikti veidots vai slikti izolēts lādētājs var sabojāt litija jonu akumulatoru. Ja lādētājs saīsina vai rada siltumu netālu no akumulatora, tas var radīt pietiekami daudz bojājumu, lai radītu kļūdu. Tāpēc mēs iesakām izmantot tikai oficiālos lādētājus (vai vismaz kvalitatīvus trešo pušu produktus no cienījamiem zīmoliem). Litija-jonu akumulatoriem ir iebūvēti aizsardzības līdzekļi, lai apturētu to pārmērīgu uzlādi. Lai gan ļoti reti, ja šie drošības pasākumi neizdodas, pārlādēšana ir labs veids, kā uzlādēt akumulatoru.
• Siltuma izliece un vairākas šūnas: Lai gan tas nav saistīts ar vienas šūnas baterijām, piemēram, tādām, kas atrodamas lielākajā daļā viedtālruņu (iPhone X patiesībā ir divas šūnas), visai akumulatoram ir jāpārtrauc tikai viena akumulatora šūna. Kad viena šūna pārkarsējas, jūs iegūstat domino efektu, ko sauc par "termisko izliecišanos". Baterijām, kurās ir simtiem šūnu, piemēram, Tesla Model S termālās izlādes sistēmas baterijas, potenciāli var būt patiešām liela problēma.

Lai gan, izpētot, kāpēc baterija dažreiz nespēj krāsot biedējošu ainu, litija jonu baterijas ir drošas un nobriedušas tehnoloģijas. Fakts, ka tas vienmēr ir ziņas, kad baterija eksplodē negaidīti, parāda, cik rets notikums ir šīs lielās neveiksmes. Akumulatora ražotāji ir ieviesuši daudz drošības pasākumu, lai nepieļautu akumulatoru bojājumus vai vismaz samazinātu bojājumus, ko var radīt kļūme.

Fotoattēlu kredīts: wk1003mike / Shutterstock.com.