Dlaczego baterie litowo-jonowe eksplodują?
Podczas gdy baterie litowo-jonowe są w sumie niezwykle bezpieczne, bardzo rzadko się zapalają lub eksplodują. Kiedy to się dzieje, tak jak w przypadku fi rmy Samsung Galaxy Note 7 lub nowszych przypomnień o laptopie HP, zawsze jest to ważna informacja. Więc co się dzieje i dlaczego baterie czasami wychodzą z hukiem? Dowiedzmy Się.
Akumulatory litowo-jonowe - taki rodzaj baterii, jaki znajduje się w laptopie, telefonie, tablecie i prawie każdy inny nowoczesny gadżet, który posiadasz, a także samochody elektryczne i samoloty - są odpowiedzialne za rewolucję w urządzeniach przenośnych. Bez baterii litowo-jonowych nie byłbym w stanie napisać tego artykułu siedząc w kawiarni; zamiast tego musiałbym być podłączony do źródła zasilania przez cały czas.
Co jest w środku baterii litowo-jonowej?
Aby zrozumieć, dlaczego baterie litowo-jonowe czasami zawodzą, musisz wiedzieć, co się dzieje pod maską. Wewnątrz każdej baterii litowo-jonowej znajdują się dwie elektrody - dodatnio naładowana katoda i ujemnie naładowana anoda - oddzielone cienkim arkuszem "mikroperferowanego" plastiku, który zapobiega kontaktowi dwóch elektrod. Podczas ładowania akumulatora litowo-jonowego jony litu są popychane przez elektryczność z katody, przez mikroperferacje w separatorze i przewodzącym elektrycznie płynie oraz na anodę. Kiedy bateria się rozładowuje, dzieje się odwrotnie, gdy jony litu płyną z anody w kierunku katody. To jest reakcja, która zasila twój laptop.
Małe baterie, takie jak te znajdujące się w smartfonach, zwykle mają tylko jedną baterię litowo-jonową. Większe akumulatory, takie jak te w laptopach, mają zwykle od 6 do 12 ogniw litowo-jonowych. Baterie w samochodach elektrycznych i samolotach mogą mieć setki ogniw.
Co sprawia, że bateria litowo-jonowa eksploduje?
To, co sprawia, że baterie litowo-jonowe są tak użyteczne, to także zdolność do zapalania się lub eksplozji. Lit jest naprawdę świetny w magazynowaniu energii. Kiedy zostanie wydany jako strużka, zasila telefon przez cały dzień. Po zwolnieniu za jednym razem bateria może eksplodować.
Ta bateria litowo-jonowa japońskiego samolotu Boeing 787 zapaliła się w 2013 roku. Większość pożarów i eksplozji baterii litowo-jonowych sprowadza się do problemu zwarcia. Dzieje się tak, gdy plastikowy separator ulegnie uszkodzeniu i umożliwia dotykanie anody i katody. A kiedy ci dwaj się połączą, bateria zaczyna się przegrzewać.
Istnieje kilka powodów, dla których separator może zawieść:
- Zły projekt lub wady produkcyjne: Bateria jest źle zaprojektowana, tak jak w przypadku Galaxy Note 7. W tym przypadku nie było wystarczająco dużo miejsca na elektrody i separator w baterii. W niektórych modelach, gdy akumulator ładował się nieco w miarę ładowania, elektrody wygięły się i spowodowały zwarcie. Nawet dobrze zaprojektowana bateria może się nie powieść, jeśli kontrola jakości nie będzie wystarczająco napięta lub wystąpią pewne defekty w produkcji.
- Czynniki zewnętrzne: Ekstremalne ciepło prawie gwarantuje niepowodzenie. Baterie pozostawione zbyt blisko źródła ciepła - lub zapalone w ogniu - mogą wybuchnąć. Inny czynnik zewnętrzny może również spowodować awarię akumulatora litowo-jonowego. Jeśli upuścisz telefon zbyt mocno (lub zbyt wiele razy), istnieje ryzyko, że uszkodzisz separator i spowoduje dotknięcie elektrod. Jeśli przebijesz baterię (przypadkowo lub celowo), prawie na pewno spowodujesz zwarcie.
- Problemy z ładowarką: Źle wykonana lub źle zaizolowana ładowarka może również uszkodzić akumulator litowo-jonowy. Jeśli szorty ładowarki lub generują ciepło w pobliżu akumulatora, może wyrządzić wystarczająco dużo szkód, aby spowodować awarię. Dlatego zalecamy używanie tylko oficjalnych ładowarek (lub przynajmniej wysokiej jakości firm trzecich z renomowanych marek). Akumulatory litowo-jonowe mają wbudowane zabezpieczenia, aby zapobiec ich przeładowaniu. Chociaż bardzo rzadko, jeśli te środki ostrożności zawiodą, przeładowanie jest dobrym sposobem na przegrzanie akumulatora.
- Ucieczka termiczna i wiele ogniw: Nie dotyczy baterii jednokomórkowych, takich jak te, które znajdują się w większości smartfonów (iPhone X ma w rzeczywistości dwie komórki), tylko jedna bateria musi się zepsuć, aby mogła działać cała bateria. Gdy jedna komórka się przegrzewa, uzyskuje się efekt domina zwany "termicznym runaway". W przypadku akumulatorów o setkach ogniw - takich jak w modelu Tesla S-thermal runaway może być naprawdę dużym problemem.
Mimo że zbadanie, dlaczego bateria czasami nie udaje się ubrać w przerażający obraz, baterie litowo-jonowe to bezpieczna i dojrzała technologia. Fakt, że bateria wybuchnie niespodziewanie zawsze pokazuje, jak rzadkie są te wielkie niepowodzenia. Producenci baterii wprowadzili wiele zabezpieczeń, aby zapobiec awariom akumulatorów lub przynajmniej złagodzić szkody, które mogą spowodować awarię.
Kredyt fotograficzny: wk1003mike / Shutterstock.com.
