Kodėl ličio jonų baterijos sprogsta?

Nors ličio jonų baterijos apskritai yra neįtikėtinai saugios, labai retkarčiais jos užsidega arba sprogsta. Kai tai įvyks, pavyzdžiui, "Samsung" "Galaxy Note 7" fiasko ar naujausio "HP" nešiojamojo kompiuterio atšaukimo, visada yra didelių naujienų.Taigi, kas vyksta ir kodėl akumuliatoriai kartais išeina iš sprogimo? Išsiaiškinkime.

įkraunamos ličio jonų baterijos - tokia baterija, kuri yra nešiojamojo kompiuterio, telefono, planšetinio kompiuterio ir beveik kiekvieno kito šiuolaikinio kompiuterio, taip pat elektrinių automobilių ir lėktuvų viduje, yra nešiojamų prietaisų revoliucija. Be ličio jonų akumuliatorių aš negalėčiau parašyti šio straipsnio sėdint kavinėje;vietoj to visą laiką turėčiau būti prijungtas prie maitinimo šaltinio.

Kas yra ličio jonų baterija?

Kad suprastumėte, kodėl ličio jonų baterijos kartais sugenda, turite žinoti, kas vyksta po gaubtu. Kiekvieno ličio jonų akumuliatoriaus viduje yra du elektrodai - teigiamai įkrauta katoda ir neigiamai įkrauta anoda, atskirti plonu "mikroperferuotu" plastiko lakštu, kuris neleidžia dviejuose elektroduose liesti. Kai įkraunate ličio jonų akumuliatorių, ličio jonus stumia elektros energija iš katodo, per mikroperferacijas į separatorių ir elektrai laidantį skystį bei anodu. Kai baterija išsikrauna, atvirkščiai atsitinka su ličio jonais, tekančiais nuo anodo link katodo. Tai yra reakcija, leidžianti nešiojamąjį kompiuterį.

Mažos baterijos, kaip ir išmaniuosiuose telefonuose, paprastai turi tik vieną ličio jonų elementą.Didesnės baterijos, kaip ir nešiojamieji kompiuteriai, paprastai turi 6-12 ličio jonų elementus. Elektriniams automobiliams ir lėktuvams baterijos gali turėti šimtus ląstelių.

Kas sukelia ličio jonų baterijos sprogdinimą?

Labai svarbu, kad ličio jonų baterijos būtų naudingos tuo, kas taip pat suteikia jiems galimybę užsidegti ar sprogti. Ličio energija yra labai talpa. Kai jis išleidžiamas kaip srautas, jis paleidžia telefoną visą dieną.Kai jis paleidžiamas viskas vienaip, baterija gali sprogti.

Ši ličio jonų akumuliatorius iš "Japan Airlines Boeing 787" baterijos užsidegė 2013 metais.

Daugelis ličio jonų akumuliatorių sukeliančių gaisrų ir sprogimų kyla dėl trumpojo jungimo. Tai atsitinka, kai plastikinis separatorius neveikia ir leidžia įjungti anodą ir katodą.Ir kai tie du susirenka, baterija pradeda perkaisti.

Yra keletas priežasčių, dėl kurių separatorius gali nepavykti:

• netinkamas dizainas ar gamybiniai defektai: Baterija yra prastai suprojektuota, kaip ir "Galaxy Note 7". Tokiu atveju elektrodams ir separatoriams nebuvo pakankamai vietosbaterija. Kai kuriuose modeliuose, kai akumuliatorius padidėjo šiek tiek, kai jis buvo įkrautas, elektrodai sulenkė ir sukėlė trumpąjį jungimą.Net gerai suprojektuota baterija gali nepavykti, jei kokybės kontrolė nėra pakankamai griežta arba yra gamybos defektų.
• Išoriniai veiksniai: Nepaprastai garantuojama, kad itin šiluma gali sukelti gedimą.Baterijos, kurios paliko pernelyg arti šilumos šaltinio arba buvo sugautos ugnyje, buvo sprogdintos. Kitas išorinis veiksnys gali sukelti ličio jonų baterijos nesėkmę.Jei pernelyg sunkiai( ar per daug kartų) numesite telefoną, galite sugadinti separatorių ir sukelti elektrodus liesti. Jei perveriate bateriją( atsitiktinai ar sąmoningai), tai beveik neabejotinai sukelia trumpą jungimą.

• įkroviklio problemos: Blogai sumontuotas arba prastai izoliuotas įkroviklis taip pat gali sugadinti ličio jonų akumuliatorių.Jei įkroviklis šoruoja arba sukuria šilumą šalia baterijos, jis gali padaryti pakankamai žalos, kad galėtų sugesti. Todėl rekomenduojame naudoti tik oficialius įkroviklius( arba bent jau aukštos kokybės trečiųjų šalių iš gerbiamų prekių ženklų).Ličio jonų baterijos turi įmontuotą apsaugą, kad jos nebūtų perkraunamos. Nors labai retai, jei šios saugumo priemonės nesėkmingos, per didelė įkrova yra geras būdas perkrauti akumuliatorių.
• Thermal Runaway ir kelios ląstelės: Nors tai nėra susijusi su vieno elemento baterijomis, tokiomis, kurios yra daugelyje išmaniųjų telefonų( "iPhone X" iš tikrųjų turi dvi ląsteles), tik vienai akumuliatoriaus elementai turi sugedėti visą bateriją.Kai tik viena ląstelė perkaista, jūs gaunate domino efektą, vadinamą "terminis išbėgęs". Baterijoms, kuriose yra šimtai ląstelių, kaip ir "Tesla Model S" terminio paleidimo metu, gali kilti tikrai didelė problema.

Nors ištyrus, kodėl akumuliatorius kartais negerai, yra bauginantis vaizdas, ličio jonų baterijos yra saugios ir brandžios technologijos. Tas faktas, kad tai visada naujiena, kai akumuliatorius sprogsta netikėtai, parodo, kaip retas įvykis yra tų didžiųjų nesėkmių.Akumuliatorių gamintojai taiko daug apsaugos priemonių, kad būtų išvengta akumuliatoriaus gedimų arba bent jau sušvelninta žala, kurią gali sukelti gedimas.

Photo credit: wk1003mike / Shutterstock.com.