Proč a jak vyhodit do povětří lithium-iontové akumulátory

Asi každý si pamatuje o senzační příběh s samovznícení a dokonce exploze baterií v poznámce 7 telefonů od Samsungu. Takže to není jen problém specificky s tímto konkrétním modelem telefonu a to je více či méně pravdivé všech lithium-iontových baterií.

Koneckonců, na internetu tu a tam si můžete najít film jako giroskuter, elektrosamokat nebo telefonicky na nabíjecí náhle nafoukl a vzplál.

V tomto článku bych vám chtěl říct, proč se to děje a co dělat, aby se minimalizovalo riziko samovolného vznícení je váš přístroj s tímto typem baterie.

V čem je problém

Tak, aby pochopili příčinu požáru, řekněme pár slov o struktuře těchto baterií.

Lithium-iontové akumulátory jsou vyrobeny z dvojice anodou a katodou, které jsou odděleny separátorem z porézního polymeru. Ve většině případů, je aktivní katodový materiál je přechod oxidy kovů s zapuštěný v krystalové struktuře iontů lithia. Použití jako anoda grafit.

Elektrolyt v baterii je obvykle vyrobena z roztoků solí lithia. Takže na počáteční poplatek v továrně v integračním procesu na elektrodách v lithium anodě (v v podstatě iontovodivý ochranná vrstva je vytvořena na anodě) (SEI), vytvořené z rozloží elektrolyt. Tvořil bariéru chrání elektrody od škodlivých účinků s elektrolytem.

Ve většině případů je příčinou samovznícení baterie je banální zkrat v samotné buňce. Důvodem pro vytvoření elektrického kontaktu mezi elektrodami může být:

1. Mechanické poškození element. Řekněme, že pustíte telefon nebo baterii na zem, a tím poškodit vnitřní strukturu baterie.
2. Factory manželství. Dokonce i ve věku robotické výroby nikdo není imunní vůči banální na výrobní vady, jako je například nedostatečná přesně elektrody byly řez nebo dostal kov část mezi katodou a anodou, což vede k poškození separátor.
3. Klíčení kovového lithia (dendrity). K tomuto jevu dochází při příliš rychlé vybíjení nebo nabíjení, kdy ionty lithia prostě nemají čas mají být začleněny do anoda krystal a jeho uvedení (anoda) začíná proces růstu krystalů, což vede k poškození separátor.

Takže jeden z výše uvedených důvodů způsobil zkrat. Podívejme se, co se bude dít dál.

Vývoj samovznícení

Došlo ke zkratu v prvku, začíná tento fakt baterie, když je topný proces a teplota dosáhne 70-90gradusov Celsia, iontovodivý bariéra začíná zhoršovat anoda.

Poté, lithium, integrované v anodě, se reakce začíná s elektrolytem, ​​jako výsledek tohoto procesu uvolňování těkavých plynů, ethan, methan, ethylen, atd ...

Takže, tam je výbušná směs, ale tam je hlavní složkou pro požární - kyslík.

Všechny tyto chemické začíná koktejl vařit v uzavřené utěsněné skříni, stejně jako exotermní reakce, to nevyhnutelně vede ke zvýšení teploty a tlaku.

Po dosažení 180-200 stupňů Celsia katodový materiál při reakci a dojde k výsledné vývoj kyslíku. Tady v tomto okamžiku, a tam je „obláček“ a náhlé zvýšení teploty. Současně s tím rozkladu elektrolytu pokračuje (300 stupňů Celsia), které také generuje teplo.

A konečný krok tohoto procesu s elektrolytem zbytky reaguje grafitu, což dále To zvýší teplotu na asi 600 stupňů Celsia, což má za následek tavení hliníku susceptor.

Jak ochránit akumulátory

Samozřejmě, že výrobci jsou si vědomi tohoto problému a poskytla několik stupňů ochrany proti možnému samovznícení a poté pracovní princip, silnější baterii, tím je větší stupeň ochrany v něm.

Jedním ze stupně ochrany je separátor, jehož teplota se zvýší na místě se stává nepropustnou a zamezuje tak dendritů rostou v části baterie. Avšak v případě, že proces se rychle rozvíjí, je separátor roztaví banální.

Navíc jsou baterie vyrobené s integrovanými ventily a pojistky. Tak, když se tlak zvyšuje a teplota elektrody jsou jednoduše odpojen od sítě, a projít ventilových tvořena plyny. Samozřejmě, v tomto případě v kontaktu s kyslíkem hoří.

Dodatečně lithium-iontové baterie jsou vybaveny regulátory, senzory, a tak náboj balancers. D.

Jak jste si pravděpodobně již uvědomil, že nejnebezpečnější prvek v konstrukci lithium-ion baterií je elektrolyt, který je právě rozdělit do těchto dobře hořící a vybuchující plyny. K dnešnímu dni, celý tým vědců aktivně hledá životaschopnou alternativu, ale tak daleko, že není přítomen.

Stejně jako článek, pak se vám líbí. Děkuji vám za pozornost!