Prečo a ako vyhodiť do povetria lítium-iónové akumulátory

Asi každý si pamätá o senzačný príbeh s samovznietenia a dokonca explózie batérií v poznámke 7 telefónov od Samsungu. Takže to nie je len problém špecificky s týmto konkrétnym modelom telefónu a to je viac či menej pravdivé všetkých lítium-iónových batérií.

Koniec koncov, na internete tu a tam si môžete nájsť film ako giroskuter, elektrosamokat alebo telefonicky na nabíjacie náhle nafúkol a vzbĺkol.

V tomto článku by som vám chcel povedať, prečo sa to deje a čo robiť, aby sa minimalizovalo riziko samovoľného vznietenia je váš prístroj s týmto typom batérie.

V čom je problém

Tak, aby pochopili príčinu požiaru, povedzme pár slov o štruktúre týchto batérií.

Lítium-iónové akumulátory sú vyrobené z dvojice anódou a katódou, ktoré sú oddelené separátorom z porézneho polyméru. Vo väčšine prípadov, je aktívny katódový materiál je prechod oxidy kovov s zapustený v kryštálovej štruktúre iónov lítia. Použitie ako anóda grafit.

Elektrolyt v batérii je obvykle vyrobená z roztokov solí lítia. Takže na počiatočné poplatok v továrni v integračnom procese na elektródach v lítium anóde (v v podstate iontovodivý ochranná vrstva je vytvorená na anóde) (SEI), vytvorené z rozloží elektrolyt. Tvoril bariéru chráni elektródy od škodlivých účinkov s elektrolytom.

Vo väčšine prípadov je príčinou samovznietenia batéria je banálne skrat v samotnej bunke. Dôvodom pre vytvorenie elektrického kontaktu medzi elektródami môže byť:

1. Mechanické poškodenie element. Povedzme, že pustíte telefón alebo batériu na zem, a tým poškodiť vnútornú štruktúru batérie.
2. Factory manželstva. Dokonca aj vo veku robotické výroby nikto nie je imúnny voči banálne na výrobné chyby, ako je napríklad nedostatočná presne elektródy boli rez alebo dostal kov časť medzi katódou a anódou, čo vedie k poškodeniu separátor.
3. Klíčenie kovového lítia (dendrity). K tomuto javu dochádza pri príliš rýchlej vybíjaní alebo nabíjanie, kedy ióny lítia jednoducho nemajú čas majú byť začlenené do anóda kryštál a jeho uvedenie (anóda) začína proces rastu kryštálov, čo vedie k poškodeniu separátor.

Takže jeden z vyššie uvedených dôvodov spôsobil skrat. Pozrime sa, čo sa bude diať ďalej.

vývoj samovznietenia

Došlo ku skratu v prvku, začína tento fakt batérie, keď je vykurovací proces a teplota dosiahne 70-90gradusov Celzia, iontovodivý bariéra začína zhoršovať anóda.

Potom, lítium, integrované v anóde, sa reakcia začína s elektrolytom, ako výsledok tohto procesu uvoľňovania prchavých plynov, etán, metán, etylén, atď ...

Takže, tam je výbušná zmes, ale tam je hlavnou zložkou pre požiarne - kyslík.

Všetky tieto chemické začína koktail variť v uzavretej utesnené skrini, rovnako ako exotermickej reakcie, to nevyhnutne vedie k zvýšeniu teploty a tlaku.

Po dosiahnutí 180-200 stupňov Celzia katódový materiál pri reakcii a dôjde k výslednej vývoj kyslíka. Tu v tomto okamihu, a tam je "obláčik" a náhle zvýšenie teploty. Súčasne s tým rozkladu elektrolytu pokračuje (300 stupňov Celzia), ktoré tiež generuje teplo.

A konečný krok tohto procesu s elektrolytom zvyšky reaguje grafitu, čo ďalej To zvýši teplotu na asi 600 stupňov Celzia, čo má za následok tavenie hliníka susceptor.

Ako ochrániť akumulátory

Samozrejme, že výrobcovia sú si vedomí tohto problému a poskytla niekoľko stupňov ochrany proti možnému samovznieteniu a potom pracovný princíp, silnejší batériu, tým je väčší stupeň ochrany v ňom.

Jedným zo stupňa ochrany je separátor, ktorého teplota sa zvýši na mieste sa stáva nepriepustným a zamedzuje tak dendritov rastú v časti batérie. Avšak v prípade, že proces sa rýchlo rozvíja, je separátor roztaví banálne.

Navyše sú batérie vyrobené s integrovanými ventilmi a poistky. Tak, keď sa tlak zvyšuje a teplota elektródy sú jednoducho odpojený od siete, a prejsť ventilových tvorená plyny. Samozrejme, v tomto prípade v kontakte s kyslíkom horí.

Dodatočne lítium-iónové batérie sú vybavené regulátormi, senzormi, a tak náboj balancers. D.

Ako ste si pravdepodobne už uvedomil, že najnebezpečnejší prvok v konštrukcii lítium-ion batérií je elektrolyt, ktorý je práve rozdeliť do týchto dobre horiace a vybuchujúce plyny. K dnešnému dňu, celý tím vedcov aktívne hľadá životaschopnú alternatívu, ale tak ďaleko, že nie je prítomný.

Rovnako ako článok, potom sa vám páči. Ďakujem vám za pozornosť!