Kāpēc litija jonu baterijas eksplodē?

Lai gan litija jonu akumulatori kopumā ir neticami droši, ļoti bieži vien 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 - pārnēsājamo ierīču revolūcija ir atbildīga par akumulatora veidu, kas atrodas jūsu klēpjdatorā, tālrunī, planšetdatorā un gandrīz jebkurā citā modernajā sīkrīkā, kā arī elektriskajās automašīnās un lidmašīnās. Bez litija jonu akumulatoriem es nevarētu uzrakstīt šo rakstu, kas atrodas kafejnīcā;tā vietā man vajadzēja 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 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 atkārtošanās ar litija joniem, kas plūst no anoda uz katodu.Šī ir reakcija, kas stiprina jūsu klēpjdatoru.

Mazajās baterijās, piemēram, viedtālruņos, parasti ir tikai viena litija jonu baterija. Lielākām baterijām, piemēram, klēpjdatoriem, parasti ir 6 līdz 12 litija jonu šūnas. Elektrisko automašīnu un lidmašīnu baterijās var būt simtiem šūnu.

Kas izraisa litija jonu akumulatoru eksplodēšanu?

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 aizdegās 2013. gadā.

Lielākā daļa litija jonu bateriju izraisītu ugunsgrēku un sprādzienu rada problēmas ar īsu savienojumu. 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:

• sliktais dizains vai ražošanas defekti: Baterija ir slikti izstrādāta, tāpat kā Galaxy Piezīme 7. Šajā gadījumā elektrodiem un atdalītājiem nebija pietiekami daudz vietasakumulatoru. 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: Extreme 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 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 personu veidus 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.
• Thermal Runaway un vairākas šūnas: Kamēr nav saistītas ar vienas šūnas baterijām, piemēram, tās, kuras ir 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.

Kaut arī, 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.

Photo credit: wk1003mike / Shutterstock.com.