Kāpēc litija jonu baterijas eksplodē?
Lai gan litija jonu baterijas kopumā ir neticami drošas, tās ļoti reizēm aizdedzina vai eksplodē. Kad tas notiek, tāpat kā ar Samsung Galaxy Note 7 fiasko vai HP jaunāko klēpjdatoru atgādinājumu, tas vienmēr ir lielas ziņas. Tātad, kas notiek un kāpēc baterijas dažreiz iet ar sprādzienu? Noskaidrosim.
Atkārtoti uzlādējami litija jonu akumulatori - tas ir akumulators, kas atrodas jūsu klēpjdatora, tālruņa, planšetdatora un gandrīz visu citu mūsdienu sīkrīku īpašumā, kā arī elektriskās automašīnas un lidmašīnas - ir atbildīgas par pārnēsājamo ierīču revolūciju. Bez litija jonu baterijām es nebūtu spējīgs rakstīt šo rakstu kafijas veikalā; tā vietā visu laiku jābūt pieslēgtam strāvas avotam.
Kas atrodas litija jonu akumulatorā?
Lai saprastu, kādēļ dažreiz litija jonu baterijas neizdodas, jums jāzina, kas notiek zem pārsega. Katra litija jonu akumulatora iekšpusē ir divi elektrodi - pozitīvi uzlādēts katods un negatīvi uzlādēts anods, kas atdalīts ar plānu plēvi “mikropārveidota” plastmasa, kas saglabā abus elektrodus. Uzlādējot litija jonu akumulatoru, litija jonus piespiež elektrība no katoda, caur mikrotransferācijām separatorā un elektriski vadošā šķidrumā, un anodam. Kad akumulators izlādējas, pretējā gadījumā notiek litija jonu plūsma no anoda uz katodu. Šī ir reakcija, kas nodrošina jūsu klēpjdatoru.
Mazām baterijām, piemēram, viedtālruņiem, parasti ir tikai viena litija jonu šūna. Lielākām baterijām, piemēram, klēpjdatoriem, parasti ir no 6 līdz 12 litija jonu šūnām. Elektrisko automobiļu un lidmašīnu baterijām var būt simtiem šūnu.
Kas padara litija jonu akumulatoru eksplodējošu?
Pati lieta, kas padara litija jonu baterijas tik noderīgas, ir tas, kas arī dod viņiem spēju aizdegties vai eksplodēt. Litijs ir ļoti liels enerģijas uzglabāšanai. Kad tas tiek izlaists kā slazds, tas visu dienu pilnvaro tālruni. Kad tas tiek izlaists vienā reizē, akumulators var eksplodēt.
Šis litija jonu akumulators no Japan Airlines Boeing 787 uzliesmoja 2013. gadā. Lielākā daļa litija jonu akumulatoru ugunsgrēku un sprādzienu nonāk pie īssavienojuma. Tas notiek, ja plastmasas atdalītājs neizdodas un ļauj anodam un katodam pieskarties. Un, kad abas šīs kopā sanāk, akumulators sāk pārkarst.
Ir vairāki iemesli, kādēļ atdalītājs var neizdoties:
- Nepareizs dizains vai ražošanas defekti: Akumulators ir slikti konstruēts, tāpat kā ar Galaxy 7. piezīmi. Tādā gadījumā akumulatoram un akumulatora separatoram nebija pietiekami daudz vietas. Dažos modeļos, kad akumulators nedaudz uzlādējās, kad tas bija uzlādēts, elektrodi izlieka un radīja īssavienojumu. Pat labi konstruēts akumulators var neizdoties, ja kvalitātes kontrole nav pietiekami saspringta, vai arī ir ražošanas defekts.
- Ārējie faktori: Ārkārtīgi karstums gandrīz garantē neveiksmi. Ir zināms, ka baterijas, kas ir pārāk tuvu siltuma avotam vai kuras ir aizdegtas ugunsgrēkā, eksplodē. Cits ārējs faktors var izraisīt arī litija jonu akumulatora atteici. Ja tālrunis ir pārāk ciets (vai pārāk daudz reizes), pastāv iespēja, ka jūs sabojāsiet separatoru un elektrodus pieskarties. Ja jūs izurbjat akumulatoru (vai nu nejauši, vai apzināti), tad gandrīz noteikti radīs īssavienojumu.
- Lādētāja problēmas: Nepareizi izgatavots vai slikti izolēts lādētājs var sabojāt arī litija jonu akumulatoru. Ja lādētājs nesakrīt vai rada siltumu pie akumulatora, tas var pietiekami daudz bojāt, lai radītu kļūmes. Tāpēc mēs iesakām izmantot tikai oficiālus lādētājus (vai vismaz augstas kvalitātes trešās puses produktus). Litija jonu akumulatoriem ir iebūvēti aizsardzības līdzekļi, lai apturētu to pārpildīšanu. Kaut arī ļoti reti, ja šie drošības pasākumi neizdodas, pārmērīga uzlāde ir labs veids, kā pārkarsēt akumulatoru.
- Termālās braukšanas un vairākas šūnas: Lai gan tas neattiecas uz vienšūnu baterijām, piemēram, tām, kas atrodamas lielākajā daļā viedtālruņu (iPhone X faktiski ir divas šūnas), tikai vienam akumulatora elementam ir jādodas neveiksmei. Kad viena šūna pārkarst, jūs saņemsiet domino efektu, ko sauc par “termisko bēguļošanu”. Baterijām ar simtiem šūnu līdzīgu Tesla modeļa S-termiskā bēgšana var būt ļoti liela problēma.
Lai gan, pārbaudot, kāpēc akumulators dažkārt neizdodas, rodas biedējoša aina, litija jonu baterijas ir droša un nobriedusi tehnoloģija. Fakts, ka akumulators eksplodē nepārtraukti, rāda, cik reti notikumi ir lielas kļūmes. Bateriju ražotāji ievieš daudz drošības pasākumu, lai novērstu bateriju bojāšanos vai vismaz mazinātu bojājumus, ko var izraisīt kļūme.
Foto kredīts: wk1003mike / Shutterstock.com.
