Miks Liitium-ioon akud plahvatada?

Kuigi liitium-ioonakud on üldiselt uskumatult ohutu, võivad nad isegi väga aeg-ajalt välja tulla või plahvatada. Kui see juhtub, nagu Samsungi Galaxy Note 7 fiasko või HP uusim sülearvuti meeldejätmine, on see alati suur uudis. Mis toimub ja miks patareid mõnikord välja ulatuvad? Uurime välja.

laetavad liitium-ioonakud - kaasaskantava seadme revolutsiooni eest vastutavad sülearvuti, telefoni, tahvelarvuti ja peaaegu iga teine ​​kaasaegne vidin, nagu te ise, elektriautod ja lennukid. Ilma liitium-ioonpatareideta ei saaks ma kirjutan seda artiklit kohvikus;Selle asemel peaksin kogu aeg olema ühendatud toiteallikaga.

Mis on liitium-iooniga akut?

Mõistamaks, miks liitium-ioonpatareid mõnikord ebaõnnestuvad, peate teadma, mis toimub kapoti all. Iga liitium-iooni aku sees on kaks elektroodi - positiivselt laetud katood ja negatiivselt laetud anood, mis on eraldatud õhukese "mikroperferaadiga" plastiga lehega, mis hoiab kahte elektroodi puudutamata. Liitiumioonaku laadimisel lükatakse liitiumi ioone katoodist elektrit läbi separaatori mikrotorude ja elektrit juhtiva vedeliku ja anoodi kaudu. Kui aku tühjeneb, juhtub vastupidine liitiumi ioonidega, mis voolavad anoodist katoodi suunas. See on teie sülearvutile jõudmine.

Väikesed patareid, näiteks nutitelefonides leitud, on tavaliselt ainult üks liitium-ioonkiht. Suurematel patareidel, nagu sülearvutitel, on tavaliselt 6 kuni 12 liitium-ioonkihte. Elektriautode ja lennukite patareides võib olla sadu rakke.

Mis teeb liitium-iooni plahvatuse?

Ainuke asi, mis teeb liitium-ioonpatareisid nii kasulikuks, annab neile ka võime tulekahju või plahvatada. Liitium on suurepärane energia ladustamisel. Kui see vabastatakse küpsena, siis annab see telefon kogu päeva. Kui see vabaneb ühel korral, võib aku plahvatada.

See Jaapani lennuliini Boeing 787 liitium-ioon aku põles 2013. aastal.

Enamik liitiumiooniga aku tulekahju ja plahvatusi seisavad silmitsi lühise probleemiga. See juhtub siis, kui plastikseparaator ebaõnnestub ja võimaldab anoodi ja katoodi puudutamist. Ja kui need kaks kokku saavad, hakkab aku üle kuumenema.

Separaator võib ebaõnnestuda mitmel põhjusel:

• Halb disain või tootmisvigad: Aku on halvasti konstrueeritud, nagu ka Galaxy Note 7 puhul. Sellisel juhul ei olnud elektroodide ja eraldaja jaoks piisavalt ruumiaku. Mõnedes mudelites, kui aku laienes veidi laetuna, elektoodid painutasid ja põhjustasid lühise. Isegi korralikult kujundatud aku võib ebaõnnestuda, kui kvaliteedikontrolli ei hoita piisavalt tihti või on tootmisprotsessis mõni defekt.
• Välised tegurid: Extreme heat on peaaegu tagatud, et see põhjustab tõrke. Tundub, et plahvatused on akud, mis jäid soojuse allikast liiga lähedale või tulekahju. Muu välistegur võib põhjustada ka liitium-ioon aku ebaõnnestumise. Kui lasete telefoni liiga kõvasti( või liiga palju kordi), on teil võimalus kahjustada eraldajat ja põhjustada elektroodide puudutamist. Kui te aju aetakse( juhuslikult või tahtlikult), siis tekib peaaegu kindlasti lühis.

• laadija probleemid: Halb või madala isolatsiooniga laadija võib ka liitiumioonaku aku kahjustada. Kui laadija põlleb või tekitab aku lähedal olevat kuumust, võib see põhjustada rikkeid piisavalt kahju. Sellepärast soovitame kasutada ainult ametlikke laadijaid( või vähemalt kvaliteetseid kolmanda osapoole tootjaid, kes on pärit usaldusväärsetest kaubamärkidest).Liitium-ioonakudel on sisseehitatud kaitse, et need üleliigseks jääksid. Ehkki väga harva, kui need ohutusabinõud ei toimi, on ülelaadimine aku ülekuumenemise hea viis.
• Thermal Runaway ja mitu elementi: Kuigi üksiku raku patareid nagu enamikus nutitelefonides( iPhone X-il on tegelikult kaks rakku) ei ole asjakohased, peab kogu aku minema ainult ühe aku lahti. Kui üks rakk üle kujutab, tekib sulle dünaamiline efekt, mida nimetatakse termilise põgenikena. Seadetest, kus on sadu rakke nagu Tesla mudelil S-termiline runaway, on potentsiaal tõesti suur probleem.

Kuigi uurides, miks aku mõnikord ebaõnnestub, kujutab endast hirmutavat pilti, on liitium-ioonakud turvalised ja küpsed. See, et aku plahvatab ootamatult, on alati uudis, näitab, kui haruldased on need suured tõrked. Aku tootjad panid palju kaitsemeetmeid, et vältida patareide rikkeid või vähemalt leevendada kahjustusi, mis võivad põhjustada rikke.

Photo credit: wk1003mike / Shutterstock.com.