Zakaj litij-ionske baterije eksplodirajo?

Medtem ko so litij-ionske baterije v celoti izjemno varne, se zelo občasno vnamejo ali eksplodirajo. Ko se to zgodi, podobno kot pri Samsungovi predstavitvi Galaxy Note 7 ali novem HP-jevem odpoklicu, je to vedno velika novica. Torej, kaj se dogaja in zakaj baterije včasih gredo z bangom? Pa ugotovimo.

Litij-ionske baterije za polnjenje - baterija, ki je v notranjosti vašega prenosnika, telefona, tabličnega računalnika in skoraj vsakega drugega sodobnega pripomočka, ki ga posedujete, ter električnih avtomobilov in letal, so odgovorni za revolucijo prenosne naprave. Brez litij-ionskih baterij tega članka ne bi mogel pisati v kavarni;namesto tega bi moral biti ves čas vključen v vir energije.

Kaj je notranjost litij-ionske baterije?

Da bi razumeli, zakaj litij-ionske baterije včasih ne uspejo, morate vedeti, kaj se dogaja pod pokrovom. V vsaki litij-ionski bateriji sta dve elektrodi - pozitivno nabita katoda in negativno napolnjena anoda - ločena s tanko plastjo "mikroperferirane" plastike, ki ohranja dotikanje dveh elektrod. Ko napolnite litij-ionsko baterijo, litijeve ione potisnejo elektriko s katode, skozi mikroperfere v separatorju in električno prevodno tekočino ter na anodo. Ko se baterija izprazni, se obratno zgodi z litijskimi ioni, ki izhajajo iz anode proti katodi. To je reakcija, ki omogoča vaš prenosnik.

Majhne baterije, podobne tistim, ki jih najdemo v pametnih telefonih, imajo običajno samo eno samo litij-ionsko celico. Večje baterije, tako kot pri prenosnih računalnikih, imajo običajno med 6 in 12 litij-ionskimi celicami. Baterije v električnih avtomobilih in letalih imajo lahko na stotine celic.

Kaj naredi litij-ionsko baterijo eksplodirati?

Zelo uporabna je uporaba litij-ionskih baterij, kar jim daje tudi možnost požara ali eksplozije. Litij je res super pri shranjevanju energije. Ko se sprosti kot zvitka, vaš telefon drži ves dan. Ko se sprosti vse naenkrat, lahko baterija eksplodira.

Ta litij-ionska baterija iz Japonske Airlines Boeing 787 se je požrla leta 2013.

Večina litij-ionskih baterijskih požarih in eksplozij prihaja do problema kratkega stika. To se zgodi, ko plastični separator ne uspe in omogoča dotik anode in katode. In ko se ti dve združita, se začne akumulator pregreje.

Obstaja več razlogov, zaradi katerih separator ne uspe:

• Bad Design ali Manufacturing Defects: Baterija je slabo oblikovana, tako kot Galaxy Note 7. V tem primeru ni bilo dovolj prostora za elektrode in separator vbaterijo. V nekaterih modelih, ko se je baterija nekoliko razširila, ko so napolnjene, so se elektrode nagnile in povzročile kratko steno. Tudi dobro zasnovana baterija lahko ne uspe, če nadzor kakovosti ne ostane dovolj tesen ali pa obstaja nekaj pomanjkljivosti v proizvodnji.
• Zunanji dejavniki: Ekstremna toplota skoraj zagotovo povzroči okvaro. Baterije, ki so prepuščene preveč blizu izvora toplote - ali ujete v ognju - znano je, da eksplodirajo. Drugi zunanji faktor lahko povzroči tudi izgubo litij-ionske baterije.Če telefon previdno spustite( ali prevečkrat), obstaja možnost, da boste poškodovali separator in povzročili dotik elektrode.Če prebodite baterijo( bodisi slučajno bodisi namerno), boste gotovo zagotovo povzročili kratko steno. Težave s polnilnikom

• : Slaba ali slabo izolirana polnilna baterija lahko poškoduje tudi litij-ionsko baterijo.Če polnilec shorts ali ustvari toploto v bližini baterije, lahko povzroči dovolj škode, da povzroči okvaro. Zato priporočamo uporabo samo uradnih polnilnikov( ali vsaj visokokakovostnih tretjih strank iz uglednih blagovnih znamk).Litij-ionske baterije imajo vgrajene zaščitne elemente, da preprečijo prekomerno polnjenje. Medtem ko so ti varnostni ukrepi neuspešni, je prekomerno polnjenje dober način za pregrevanje baterije.
• Thermal Runaway in več celic: Medtem ko ni pomembno za enocelične baterije, kot so tiste, ki jih najdemo v večini pametnih telefonov( iPhone X ima dejansko dve celici), mora samo ena celica akumulatorja propadniti za celotno baterijo. Ko se ena celica pregreje, dobite domino učinek, imenovano "toplotni zagon". Za baterije z več sto celicami, podobnimi tistim v modelu Tesla Model S-thermal, ima potencial resnično velik problem.

Čeprav je preizkušanje, zakaj akumulator včasih ne uspeva, barve zastrašujoče slike, so litij-ionske baterije varna in zrela tehnologija. Dejstvo, da je vedno novica, ko baterija eksplodira nepričakovano, kaže, kako redki so dogodki, ki so ti veliki napaki. Proizvajalci baterij dajejo veliko zaščitnih ukrepov, da preprečijo neuspele baterije ali vsaj ublažijo škodo, ki bi jo lahko povzročila okvara.

Fotografiranje: wk1003mike / Shutterstock.com.