Baterie litowo-jonowe (Li-ion) wyglądają podobnie do baterii konwencjonalnych Baterie AA mają jednak nad nimi ogromną przewagę pod względem aktualnej siły i pojemności. Znalazły zastosowanie we współczesnym sprzęt AGD: od smartfonów po kamery wideo.

Należy pamiętać, że jak każdy inny akumulator, akumulator litowo-jonowy niesie ze sobą pewne ryzyko. Pomimo tego, że taka bateria jest stosunkowo niewielkich rozmiarów, konsekwencje jej eksplozji mogą być bardzo smutne. Niewłaściwe użycie i utylizacja mogą spowodować oparzenia, zatrucie i zanieczyszczenie. środowisko.

Ale być może najgorsze jest to. Oznacza to, że każdy musi wiedzieć, co zrobić, jeśli przyczyną pożaru jest akumulator litowo-jonowy.

Przede wszystkim należy zaznaczyć, że pożar tego typu akumulatorów zdarza się niezwykle rzadko. Bateria jest bardziej podatna na puchnięcie i wyciek elektrolitu, niemniej jednak co roku w wiadomościach pojawiają się przypadki eksplozji baterii w smartfonach i innych urządzeniach.

Jakie są przyczyny eksplozji akumulatora litowo-jonowego?

Najczęściej wybuchają akumulatory, których żywotność dobiegła końca. Po 4-5 latach korpus i wnętrze akumulatora ulegają zmianom pod wpływem działania elektrolitu, przez co akumulator staje się wyjątkowo podatny na zmiany temperatury, wibracje, zwarcia i uszkodzenia mechaniczne. Zwarcie powoduje, że substancje chemiczne znajdujące się w akumulatorze reagują i tworzą gazy. Bateria zaczyna się nagrzewać i puchnąć.

Oczywiście akumulator ma zabezpieczenie: jest to specjalny zawór, który otwiera się pod pewnym ciśnieniem i umożliwia ucieczkę gazów. Ale czasami prędkość reakcji wewnątrz jest tak duża, że ​​następuje prawdziwa eksplozja akumulatora, podczas której widać strumienie iskier. W ten sposób zapalają się gazy w kontakcie z tlenem z atmosfery.

Jak ugasić taki pożar?

Jeśli urządzenie było podłączone do sieci, w pierwszej kolejności należy odłączyć przewód od gniazdka. Nie zapobiegnie to spaleniu akumulatora, ale w ten sposób zabezpieczysz siebie i swoje mieszkanie przed poważnymi uszkodzeniami. Należy zachować ostrożność podczas wyjmowania baterii z urządzenia i umieszczania jej w miejscu ognioodpornym, np. wannie lub zlewie kuchennym. Jeśli to możliwe, po prostu pozwól mu się wypalić i ostygnąć, a następnie wyrzuć.

Gaśnica proszkowa jest najskuteczniejszym sposobem zwalczania palącego się akumulatora litowo-jonowego. Ale w krytycznej sytuacji wystarczą wszelkie standardowe środki gaśnicze: gaszenie wodą, piaskiem, grubą tkaniną.

Należy pamiętać, że mówimy o bateriach mały rozmiar. Gaszenie wodą dużą Baterie litowo-jonowe, w które wyposażone są pojazdy elektryczne, jest niezwykle niebezpieczne ze względu na gwałtowną reakcję litu z wodą.

Spontaniczne spalanie akumulatora litowo-jonowego

W naszym życiu baterie litowe już mocno zajęły swoje miejsce i w wielu przypadkach grają kluczowa rola. Oczywiście każda bateria ma ograniczoną żywotność, ale czy może wytrzymać dłużej i być bardziej wydajna? Mam nadzieję, że mała kolekcja przydatne porady podane poniżej na pewno się przydadzą.

Jak eksplodują baterie litowe?

Standardowe warunki stosowania akumulatorów: temperatura otoczenia do 60 stopni Celsjusza, bez stosowania dodatkowych urządzeń termicznych i/lub wpływy mechaniczne. Te idealne warunki zapewni maksymalny terminżywotność baterii i chroni Cię przed nieprzyjemnymi niespodziankami.

Jednocześnie nie należy umieszczać akumulatora w ciasnej przestrzeni, w pobliżu źródeł ognia lub wysokiej temperatury, podczas użytkowania nie należy narażać akumulatora na odkształcenia fizyczne, przekłuwać, a nawet przewiercać. Ponieważ nawet jeden z tych momentów może spowodować eksplozję akumulatora.

I dalej! W żadnym wypadku nie demontuj baterii!

Wygląd baterii

Po dłuższym użytkowaniu bateria litowa zaczyna wydzielać gaz, a sama bateria zaczyna puchnąć. W rzadszych przypadkach bateria zaczyna przeciekać. A jeśli nagle zauważysz takie zmiany w akumulatorze, powinieneś natychmiast zaprzestać korzystania z urządzenia i odłączyć sam akumulator od źródła zużycia. Oczywiście trzeba uważać, żeby nie zewrzeć styków samego akumulatora.

Wszystkie akumulatory są zaprojektowane średnio do określona ilość zrzuty i opłaty. Z biegiem czasu użytkowania Struktura wewnętrzna Bateria ulega zniszczeniu, zmienia się jej kształt i pojemność zaczyna spadać. Nie piszę tego, żebyś zaczął mniej używać sprzętu AGD. baterie litowe, piszę to, abyś mógł ocenić „wiek” i pozostały czas życia baterii. Poniżej zdjęcie odtwarzacza, w którym bateria zmiażdżyła ekran i zdeformowała obudowę.

Poza tym sami musimy wyrobić sobie dobre nawyki i korzystać wyłącznie z oryginalnych ładowarek. Każdy akumulator, w zależności od pojemności, rodzaju i użytego materiału, posiada zdefiniowane parametryładowania, więc nawet ten sam producent urządzeń mobilnych może produkować różne ładowarki. Proszę, nie zapominaj o tym.

Jak dbać o baterie litowe?

Jak wspomniano powyżej, wraz z użytkowaniem żywotność baterii maleje. Jeśli więc podczas pracy akumulatora zauważysz, że przy tym samym czasie ładowania akumulatora czas pracy urządzenia znacznie się skraca, to najprawdopodobniej żywotność akumulatora dobiega końca i czas pomyśleć o wymianie To.

Wcześniej często zwracano uwagę na szkolenie akumulatorów przez kilka cykli pełne rozładowanie i naładuj. Czas o tym zapomnieć. Baterie litowe nie mają efektu pamięci, więc te „procedury” są dla nich po prostu bezużyteczne.

Optymalne warunki przechowywania akumulatora: poziom naładowania około 40%, w chłodnym (0-10 stopni) miejscu. Jednocześnie nie musisz się martwić o baterie przez około pół roku. Raz na sześć miesięcy możesz sprawdzić poziom naładowania, aby utrzymać go na poziomie około 40%.

Chciałbym również zwrócić uwagę na fakt, że baterie litowe podlegają naturalnemu starzeniu, nawet jeśli nie są używane. W ciągu około 2 lat akumulator traci około jednej trzeciej swojej pojemności. Sugeruje to, że nie ma potrzeby gromadzenia zapasów takich akumulatorów do użytku, a przy ich zakupie należy zwracać uwagę na datę produkcji.

Bateria nuklearna czy baterie przyszłości.

Technologia nie stoi w miejscu, ale kilka razy w tygodniu wciąż musimy wyjąć w domu ładowarkę i podłączyć telefon komórkowy i odtwarzacz, aby naładować przez noc. Stało się to dla nas nawykiem i nie zwracamy już uwagi na rutynę tych czynności...

Jednocześnie istnieją już źródła energii jądrowej, których wymiary są porównywalne z wielkością monety.　 Takie źródła są w stanie generować energię przez około sto lat bez jakiejkolwiek interwencji i doładowania, co skłania do zastanowienia się nad perspektywami tego kierunku, prawda?! Ponadto nie bój się nazwy, elementy te są całkowicie nieszkodliwe dla życia i zdrowia żywych istot.

Wygląda na to, że wkrótce całkowicie zapomnimy, czym są ładowarki, czym są i jak z nich korzystać

Przyczyny eksplozji baterii telefonu i jak tego uniknąć

Bateria w każdym urządzeniu to bank energia elektryczna, w którym zachodzą pewne kontrolowane procesy. Jeśli niewłaściwie użyjesz baterii, uszkodzisz ją celowo lub przypadkowo, konsekwencje mogą być bardzo nieprzyjemne. Warto zaznaczyć, że większość akumulatorów wykorzystuje substancje szkodliwe dla zdrowia ludzkiego. Podczas ich demontażu, zniszczenia lub eksplozji wydostają się szkodliwe pierwiastki, ciecze i gazy. Odnośnie akumulatorów nowoczesne telefony, wówczas składają się głównie z litu. Lit jest materiałem wyjątkowo niestabilnym i może łatwo zapalić się w powietrzu. W pewnych okolicznościach bateria telefonu może nawet eksplodować. Dziś przyjrzymy się przyczynom tego zjawiska i sposobom jego uniknięcia.

Jedną z przyczyn eksplozji baterii jest wada produkcyjna. Tylko skrupulatny wybór sprzedawcy może Cię przed tym uchronić. Wady produkcyjne zwykle dają się odczuć natychmiast po rozpoczęciu eksploatacji. Często wada objawia się wzdęciami bateria. Eksploatację takiego akumulatora należy przerwać zanim nastąpi jego eksplozja. Radzimy przeczytać o.

Duzi producenci mają w swoich fabrykach ścisły system kontroli jakości, mający na celu wyeliminowanie wadliwych akumulatorów. Renomowani sprzedawcy akumulatorów monitorują produkty na swoich półkach. Dlatego baterię do swojego telefonu powinieneś kupować wyłącznie w zaufanych miejscach. Wykonując tę ​​czynność, zawsze sprawdzaj akumulator. Jeśli zamawiasz baterię w sklepie internetowym, koniecznie zapoznaj się z opiniami na jej temat.

Podczas sprawdzania akumulatora należy zwrócić uwagę na wgniecenia, odpryski, obrzęki, ślady upadków i uderzeń. Upewnij się również, że nie ma innych zmian kształtu. Ale problemy mogą leżeć wewnątrz bez widocznych zewnętrznych wad. Upadek telefonu, bez widocznych konsekwencji, może pojawić się później.

Oczywiście eksplozja akumulatora nie jest zjawiskiem rzadkim. Ale konsekwencje wstrząsów i upadków mogą objawiać się skróceniem żywotności, zmniejszeniem wydajności itp.

Kupując baterię do telefonu, zwróć uwagę na następujące wady:

• Frytki;
• Wgniecenia;
• wzdęcia;
• Inne zmiany kształtu.

Nie jest faktem, że takie wady spowodują eksplozję akumulatora, ale po co niepotrzebne problemy?

Jeśli bateria w Twoim telefonie eksplodowała, spróbuj ją jak najszybciej zgasić, bez paniki. Następnie zbadaj siebie i osoby wokół ciebie pod kątem obrażeń. Jeśli otrzymałeś poważna szkoda należy natychmiast wezwać pogotowie ratunkowe w celu uzyskania pomocy opieka medyczna. W tym momencie powinieneś pomyśleć o swoim zdrowiu i bliskich, a nie o telefonie. W wyniku eksplozji akumulatora może dojść do poważnych obrażeń ciała. poważne obrażenia.

Jeśli bateria w Twoim telefonie eksploduje bez konsekwencji dla zdrowia Twojego i Twoich bliskich, to jest to prawdziwe szczęście. Następnie bezpośrednio po ugaszeniu można przystąpić do przeglądu urządzenia. Prawdopodobieństwo, że sam telefon nie uległ uszkodzeniu w wyniku eksplozji baterii, jest bardzo małe. Jeśli jednak bawełna była mała, możliwe jest, że obudowa i tablica nie będą miały czasu się stopić. Jeśli tak, to uważaj się za podwójnego szczęściarza. Jeśli w nowym telefonie nastąpi eksplozja baterii, gdy tak się stanie prawidłowe działanie, wtedy możesz go bezpiecznie przenieść punkt serwisowy, ponieważ jest to przypadek gwarancyjny.

Podczas pracy następujące przyczyny mogą doprowadzić do eksplozji baterii telefonu:

• ładowanie akumulatora w pomieszczeniu o wysokiej temperaturze;
• zużycie baterii, kiedy wysoka temperatura system operacyjny;
• ładowanie i przechowywanie akumulatora w miejscu nasłonecznionym;
• próbuje na różne sposoby otworzyć baterię telefonu;
• niewłaściwa obsługa, zamierzona lub przypadkowa (zapłon, nagrzanie w kuchence mikrofalowej itp.);
• w niektórych przypadkach może nastąpić eksplozja nieprawidłowe ładowanie bateria bez telefonu.

Prawdziwe przypadki eksplozji baterii telefonów wśród użytkowników

Nie przestraszy Cię to zbytnio, ponieważ eksplozja baterii telefonu nie jest zjawiskiem częstym. Dzieje się tak głównie wtedy, gdy użytkownik celowo próbuje spowodować eksplozję, w przypadku nieprawidłowego demontażu lub złej jakości akumulatora. Ale takie przypadki zdarzają się okresowo i nie są czymś wyjętym z fantastyki naukowej.

Przypadki eksplozji baterii telefonów komórkowych zdarzają się regularnie od drugiej połowy XXI wieku. Już od chwili, gdy upowszechniły się w gadżety mobilne. Od tego czasu w różnych mediach regularnie pojawiają się doniesienia o eksplodujących bateriach w telefonach, tabletach i laptopach. Tutaj jest kilka z nich.

W Chinach w 2007 roku zgłoszono, że pracownikowi jednego z przedsiębiorstw metalurgicznych doszło do eksplozji akumulatora. telefon komórkowy bezpośrednio w kieszeni ubrań.

Kilka lat temu podobny incydent miał miejsce w Kazachstanie. Tam w kieszeni dziewczynki eksplodowała bateria smartfona. Samsunga Galaxy S2. Po zapaleniu i eksplozji akumulatora dżinsy dziewczyny zapaliły się. W rezultacie dziecko doznało poważnych poparzeń nogi.

W Finlandii miejscowy mieszkaniec nie odniósł obrażeń w wyniku eksplozji baterii Nokii. Upuściła akumulator, w wyniku czego rozładował się i nie zyskał pojemności po kolejnym ładowaniu. Po odłączeniu od ładowarka Akumulator nagle się nagrzał, spuchł i eksplodował.

W tej samej Finlandii kilka lat temu właściciel Telefon Samsunga Bateria eksplodowała, gdy urządzenie upadło na podłogę. Co więcej, eksplozja była tak silna, że ​​podłoga w miejscu katastrofy uległa poważnemu spaleniu.

Dość dużo przypadków eksplozji baterii Nokii i Samsunga odnotowano w Wietnamie, Indiach i innych krajach regionu azjatyckiego. Ponadto zdarza się jeszcze więcej przypadków eksplozji podrabianych chińskich baterii. Ale eksplodują nie tylko baterie do telefonów chińskich i koreańskich. Przykładów eksplozji jest mnóstwo Baterie iPhone'a, iPad i inne produkty najwyższej klasy.

Na przykład we Francji dla ostatnie lata zanotowano kilkadziesiąt przypadków eksplozji Baterie iPhone'a. Kilka urządzeń eksplodowało w rękach ich właścicieli. Niektórzy odnieśli poważne obrażenia. Latające odłamki trafiły ich w twarz. Niedawno w Wielkiej Brytanii odnotowano eksplozję Bateria Apple iPoda Touch.

Oczywiście w porównaniu do ilości normalnie używanych akumulatorów, ilość eksplozji to „kropla w morzu potrzeb”. Dlatego nie ma powodu do paniki. Ale musisz zrozumieć, dlaczego tak się dzieje. Wszystko sprowadza się do materiałów użytych w bateriach litowych i procesów, jakie w nich zachodzą.

Baterie do telefonów produkowane są w coraz większej gamie różnych rozmiarów i kształtów. Producenci starają się maksymalnie zmniejszyć rozmiar akumulatorów przy dużej pojemności, ponieważ na to pozwala urządzenia mobilne bardziej subtelny i pełen wdzięku.

Ale tu właśnie pojawiają się problemy. Ze względu na to, że główne elementy akumulatora (elektrody) są umieszczone jak najbliżej siebie, przy najmniejszym naruszeniu kształtu procesy elektrochemiczne zostają zakłócone. Może to spowodować pożar i eksplozję.

Z reguły dochodzi do pożaru i eksplozji baterii telefonu zwarcie(KŻ). Konstrukcja akumulatora zawiera separator oddzielający elektrody dodatnią i ujemną. Jeśli ulegnie uszkodzeniu (w wyniku uderzenia, wady produkcyjnej, przebicia, nagrzania itp.), wówczas następuje zwarcie i silne nagrzewanie. Baterie litowe charakteryzują się dużą gęstością energii, a lit jest niezwykle reaktywnym metalem. Zatem w wyniku przebicia separatora następuje chwilowe nagrzanie, spalanie i uwolnienie energii w wyniku eksplozji.

Jednocześnie ta ekstremalna aktywność litu jest bardzo przydatna w tworzeniu akumulatorów o dużej pojemności (litowo-jonowych i litowo-polimerowych). Metale alkaliczne pierwszej grupy układu okresowego (sód, potas), do których zalicza się lit, charakteryzują się wysoką reaktywnością. Metale te mogą łatwo zapalić się w powietrzu. Ponadto interakcja niektórych z tych metali z wodą może spowodować eksplozję. Wszystkie te czynniki wyjaśniają, dlaczego baterie telefoniczne eksplodują.

Uwaga! Powyżej znajdują się zdjęcia i filmy przedstawiające eksplozje akumulatorów. Nie próbuj odtwarzać tego, co zostało tam pokazane. Nawet jeśli eksperymentujesz ze starą baterią, pamiętaj, że zapłon i eksplozja spowodują uszkodzenie otaczających obiektów. A co najważniejsze, możesz wyrządzić nieodwracalną szkodę swojemu zdrowiu.

Przyjaciele, myślę, że wszyscy słyszeliśmy już o niebezpieczeństwie baterie litowe(wszystkie poniższe dotyczą w całości litowo-jonowa, litowo-jonowy). W wiadomościach internetowych wielu czytało (lub oglądało przez archaiczne urządzenie telewizyjne, z którego wielu nadal korzysta swoich rodziców), że całe samoloty spadają od swoich nagłych eksplozji – samozapłonów, bo np. od 16 maja 2012 r. USPS(US Postal Service) odmówiła przyjęcia do transportu baterie litowe(swoją drogą dlatego nie będzie już możliwości zamówienia z eBay'u wszystkie rodzaje iPada, iPhone'a i inny podobny sprzęt z Ameryki).

W innych przypadkach właściciele niektórych telefonów zginęli przypadkowo w wyniku ich mimowolnej eksplozji w bardzo codziennych warunkach i, jak to mówią, niespodziewanie. W związku z tym stara koncepcja kościoła „ opatrzność Pana„na przełomie wieków nadal działa prawidłowo, niezależnie od tego, jak chcieliby tego niektórzy obecni zwolennicy kultu naukowo-technicznego.

Jeśli w ogóle przeczytasz instrukcję ładowania, jest tam napisane: nie możesz zostawiać urządzenia ładującego bez dalszego nadzoru (na przykład ładować w nocy, gdy wszyscy śpią), nie możesz kłaść, powiedzmy, telefonu DEC na bazie i wyjść z domu w celach służbowych, nie możesz. W takim przypadku zostaw laptopa ładującego...

Mówiąc o tym ostatnim. Oferuję moją fotorelację z pierwszej ręki, co czasami dzieje się z takimi akumulatorami. Stało się to około rok temu w naszym biurze z laptopem mojego kolegi. Nie jest prawdą, że mówi się, że taki los spotyka dziś wyłącznie baterie lewicowe o błotnistych azjatyckich korzeniach porozmawiamy o stosunkowo nowym laptopie marki Dell Inspiron , zakupiony w sklepie amerykańskiej firmy. Do tej pory nie zauważono w nim żadnych dziwnych rzeczy, do tej pory działał poprawnie na oryginalnym fabrycznym akumulatorze (uwaga, pod wycięciem sporo zdjęć, ruch uliczny).

PIEKLE DELL

Jeszcze raz podkreślam przed demonstracją, że nie doszło do wstępnego rozlania czegokolwiek na laptopa, nie było złośliwie cynicznego obierania nikczemnego urzędnika ze spinaczem w środku i tak dalej – to był zwykły, słoneczny dzień pracy oraz spokojnie pracujący laptop z uruchomionym Przewyższać, i nagle... coś w laptopie zaczyna brutalnie trzaskać i jednocześnie zaczyna się z niego wydobywać słup dymu, a w odpowiedzi na wściekłe krzyki jego właściciela, który ze strachem przycisnął się do przeciwległej ściany od na pulpicie, całe biuro działa... i takie są konsekwencje tego, co ostatecznie stało się z laptopem.

W w tym przypadku nikt nie odniósł obrażeń, laptop został szybko wymieniony w ramach gwarancji, jak to zwykle pisze się w takich przypadkach – wszyscy wyszli z „tylko lekkiego strachu”.

Kolejne sprawy z pierwszej linii urzędu

Ale poniżej zdjęcia wzięte z wiadomości w związku z telefonami - ich właściciele w większości przypadków nie mieli tyle szczęścia, aby ujść z lekkim strachem - są zgony, kalectwa, odcięte ręce i nogi oraz inne niezbyt przyjemne konsekwencje niepohamowanej nauki i technologii postęp.

Tutaj szczególnie podam jeszcze jedno prawdziwy przykład. Bateria telefonu komórkowego samoistnie eksplodowała Nokii N71, bateria przeleciała około czterech metrów z ogłuszającym świstem i wypaliła porządną dziurę w dywanie. Na szczęście na stole stała butelka wody mineralnej, którą udało nam się od razu zalać otwartym ogniem, dzięki czemu nikomu nic się nie stało. Kot wpadł w panikę i my też.

Jeszcze raz chciałbym osobno zwrócić uwagę: to był oryginał Bateria Nokii, a nie chiński (na zdjęciu poniżej jest to w instrukcji produktu Samsunga - nie zwracaj na to uwagi, tylko w momencie zdarzenia) Telefon Nokii leżał dokładnie tak). Dlatego uniwersalne wymówki producentów – jeśli chcesz żyć, kupuj tylko oryginalne produkty (baterie), nie zawsze tak naprawdę niczego nie gwarantują.

Poniżej obiecane zdjęcia z wydarzenia:

Podsumowując fajny filmik z testami laptopów (a raczej ich baterii) - tak mniej więcej wszystko dzieje się w życiu. Na początku filmu znajduje się scena wideo z prawdziwe życie biuro - bardzo podobne do powyższego, ale tylko pod względem dynamiki.

Ale na końcu filmu (radzę pominąć środek i bla bla bla) znajduje się laboratoryjna demonstracja wszystkich etapów samozniszczenia baterii laptopa, którą również bardzo, bardzo warto obejrzeć, „aby uniknąć .”

Jeżeli rozpoczął się taki śmiercionośny proces i nagle wydaje Ci się, że wszystko przeminęło – w końcu wszystko się wypaliło i widzisz, co się tam stało – nie zbliżaj się do piekielnego urządzenia, bo spalenie takich baterii w większości przypadków jest ma charakter kaskadowo-cykliczny, po fazach ciszy i spokoju łatwo może nastąpić kolejna eksplozja i latające kawałki gorącego metalu i plastiku.

Co więc powinniśmy teraz zrobić?

Podsumowując: uważajcie z ładowaniem, zawsze wyłączajcie urządzenia elektryczne wychodząc z domu i biura pracodawcy (chyba, że ​​zostawiacie go na dobre), a zwłaszcza programiści, nie śpijcie jak koty na ciepłej pokrywie laptopa gdy masz ochotę się trochę położyć - zrelaksuj się o poranku, gdy już za Tobą „szalona noc programowania” - Twoja głowa spokojnie odpocznie na akumulatorze o średniej mocy 5000mAh, dzięki któremu pewnego dnia Twój głęboki i zdrowy sen może być zostać tragicznie przerwane.

LP Guard – specjalny pakiet ochronny do smartfona i innych małych urządzeń z możliwością ładowania

Jednocześnie programista pracujący na laptopie nie powinien nigdy zapominać, że jest wojownikiem, dlatego powinien zawsze mieć ukończoną całą swoją pracę, kod czysty i refaktoryzowany, źródła zsynchronizowane z repozytorium Github, aby móc gotowy, aby w każdej chwili, w nieoczekiwanym dla niego momencie, spokojnie odejść do innego świata.

I odważmy się powiedzieć najważniejsze: noszenie telefonu komórkowego w kieszeniach spodni to nie tylko ślepy hołd złożony naszym czasom, to nasze wyzwanie rzucone okolicznościom, to nasz codzienny wyczyn i sposób na głośne zadeklarowanie naszej nieugiętej męskości siebie i muskulatury.

WYJAŚNIENIE: Zabrania się przewożenia akumulatorów wyłącznie w bagażu, wystarczy zabrać sprzęt do kabiny
— Najszybszy słoń (@FastSlon)

27 września 2016 o 21:38

Jak eksplodują baterie litowo-jonowe

• Energia i baterie,
• Chemia

Ostatnio w nagłówkach wiadomości często pojawia się temat samozapłonu akumulatorów litowo-jonowych: zapali się smartfon, deskorolka, a nawet samochód. Co więc dzieje się wewnątrz akumulatora podczas niekontrolowanej temperatury i dlaczego następuje samozapłon?

Najczęstszą przyczyną samozapłonu akumulatorów jest zwarcie wewnątrz ogniwa elektrochemicznego. Kontakt elektryczny pomiędzy anodą i katodą może wystąpić z wielu powodów. Może to być na przykład mechaniczne uszkodzenie ogniwa. Zwarcie wewnętrzne występuje również na skutek naruszenia technologii produkcji, gdy elektrody są nierównomiernie przycięte lub cząstki metalu dostają się między anodę i katodę, co prowadzi do uszkodzenia porowatego separatora. Przyczyną wewnętrznego zwarcia może być również „kiełkowanie” łańcuchów litowo-metalowych (dendrytów) przez separator. Efekt ten występuje, gdy jony litu nie mają czasu na zintegrowanie się z kryształem anody szybkie ładowanie lub niskiej temperaturze, a także jeśli pojemność materiału aktywnego katody przekracza pojemność anody, w wyniku czego na powierzchni anody pojawiają się mikroskopijne osady, które stopniowo rosną.

Tak więc po wystąpieniu zwarcia akumulator zaczyna się nagrzewać. Gdy temperatura osiągnie 70-90°C, przewodząca jony warstwa ochronna na anodzie zaczyna się rozkładać. A następnie lit wbudowany w anodę reaguje z elektrolitem, uwalniając lotne węglowodory: etan, metan, etylen itp. Ale pomimo obecności takiej mieszaniny wybuchowej nie dochodzi do pożaru, ponieważ w systemie nie ma jeszcze tlenu.

Ponieważ reakcje z elektrolitem są egzotermiczne, temperatura i ciśnienie wewnątrz akumulatora stale rosną. Gdy temperatura osiągnie 180-200°C, materiał katody, zwykle tlenek metalu przejściowego z litem wbudowanym w kryształ, ulega reakcji dysproporcjonowania i uwalnia tlen. Następuje tu samozapłon i jeszcze gwałtowniejszy wzrost temperatury. Równolegle następuje rozkład termiczny elektrolitu (200-300°C), podczas którego wydziela się również ciepło. To wygląda tak:

I w końcu grafit reaguje z elektrolitem (jeśli nadal pozostaje), a gdy temperatura osiągnie 660°C, aluminiowy kolektor prądu topi się. Temperatura zwykle nie przekracza 900°C, ponieważ nie ma już nic do rozkładu.

Oprócz wewnętrznego zwarcia istnieją inne przyczyny samozapłonu: przegrzanie akumulatora, nieprawidłowe ładowanie/rozładowanie (przekroczenie maksymalnego dopuszczalne napięcie, ładowanie włączone wysokie prądy, zbyt głębokie rozładowanie) itp. Ale wszystkie te powody prowadzą do jednego rezultatu: przyspieszenia termicznego i rozkładu elektrolitu podczas interakcji z elektrodami. Różnią się jedynie kolejnością powyższych reakcji i ich szybkością.

Naturalnie producenci akumulatorów zapewnili systemy zabezpieczające przed samozapłonem, a tym bardziej mocniejsza bateria, tym więcej stopni ochrony zawiera. Jednym z rodzajów zabezpieczeń przed drobnym zwarciem jest porowaty separator, który przy miejscowym wzroście temperatury staje się nieprzenikniony i zapobiega np. dalszemu wzrostowi dendrytów wewnątrz akumulatora. Czasami jednak temperatura wzrasta zbyt szybko i separator po prostu topi się, powodując kontakt anody z katodą.

Akumulatory wyposażone są także w bezpieczniki i zawory, które w przypadku wzrostu ciśnienia i temperatury wewnątrz albo odłączają elektrody od obwodu, albo umożliwiają wydostanie się nagromadzonego gazu na zewnątrz. W tym drugim przypadku, ponieważ gazy są łatwopalne, w kontakcie z tlenem z zewnątrz pojawia się płomień. Przykład działania zaworów bezpieczeństwa można było zaobserwować w wypadku z udziałem Tesli Model S, w którym akumulator został przebity dużym metalowym przedmiotem. Ponieważ zawory baterii Tesli były skierowane w dół, na asfalt, a poszczególne bloki były dobrze odizolowane od siebie, spaliła się tylko przednia część akumulatora (jak powiedział Elon Musk, gdyby ten sam metalowy przedmiot przebił zbiornik paliwa, cały samochód by się spalił).

Swoją drogą bardzo ważna jest izolacja termiczna poszczególnych bloków w dużej baterii. Jeśli w powyższym przykładzie bateria Tesli nie zapaliła się całkowicie ze względu na dobrą izolację termiczną, to w przypadku baterii na pokładzie Boeinga 787 doszło do samozapłonu na skutek niedostatecznej izolacji bloków od siebie, co doprowadziło do przegrzania całego układu.

Ponadto akumulatory litowo-jonowe są wyposażone w kontrolery, czujniki, stabilizatory ładowania itp. Możesz przeczytać więcej o systemach bezpieczeństwa akumulatorów.

Jak widać z tego postu, najbardziej niebezpiecznym składnikiem akumulatora jest elektrolit, który pod wpływem wzrostu temperatury rozkłada się na łatwopalne składniki. Obecnie naukowcy próbują znaleźć bardziej stabilne alternatywy: ciecze jonowe, elektrolity polimerowe, elektrolity ceramiczne w stanie stałym itp. Ale to już osobny temat...