Kodėl sprogsta ličio jonų baterijos?
Nors ličio jonų baterijos apskritai yra neįtikėtinai saugios, jos labai retkarčiais užsidega ar sprogsta. Kai tai atsitiks, kaip ir „Samsung“ „Galaxy Note 7“ fiasko arba naujausio HP nešiojamojo kompiuterio priminimas, tai visada yra didelė naujiena. Taigi, kas vyksta ir kodėl baterijos kartais išeina su sprogimu? Išsiaiškinkime.
Įkraunamas ličio jonų akumuliatoriai - tai baterija, kuri yra nešiojamojo kompiuterio, telefono, planšetinio kompiuterio ir beveik visų kitų jūsų turimų šiuolaikinių įtaisų, taip pat elektrinių automobilių ir lėktuvų, atsakomybė už nešiojamų įrenginių revoliuciją. Be ličio jonų baterijų negalėčiau parašyti šio straipsnio sėdint kavinėje; vietoj to, visą laiką turėčiau būti prijungtas prie maitinimo šaltinio.
Kas yra ličio jonų baterijoje?
Norint suprasti, kodėl ličio jonų baterijos kartais nepavyksta, reikia žinoti, kas vyksta po gaubtu. Kiekvienoje ličio jonų baterijoje yra du elektrodai - teigiamo krūvio katodas ir neigiamo krūvio anodas, atskirtas plonu „mikrotransformuoto“ plastiko lakštu, kuris palieka abiejų elektrodų liesti. Kai įkraunate ličio jonų akumuliatorių, ličio jonai stumiami elektros energija iš katodo, per mikrosertifikacijas separatoriuje ir elektrai laidų skystį, ir į anodą. Kai akumuliatorius išsikrauna, atvirkščiai įvyksta, kai ličio jonai teka iš anodo į katodą. Tai reakcija, kuri įgalina jūsų nešiojamąjį kompiuterį.
Mažos baterijos, kaip ir išmaniųjų telefonų, paprastai turi tik vieną ličio jonų elementą. Didesnės baterijos, tokios kaip nešiojamieji kompiuteriai, paprastai turi nuo 6 iki 12 ličio jonų ląstelių. Elektrinių automobilių ir lėktuvų baterijose gali būti šimtai ląstelių.
Kas sukuria ličio jonų bateriją?
Labai naudingas ličio jonų akumuliatorius yra tai, kas suteikia jiems galimybę užsidegti ar sprogti. Ličio saugojimas yra energingas. Kai jis išleidžiamas kaip triukšmas, jis veikia visą dieną. Kai jis išleistas vienu metu, baterija gali sprogti.
„Japan Airlines Boeing 787“ ličio jonų baterija užsidegė 2013 m. Dauguma ličio jonų akumuliatoriaus užsidega ir sprogimai susiduria su trumpojo jungimo problema. Tai atsitinka, kai plastikinis separatorius nepavyksta ir leidžia anodui ir katodui prisiliesti. Ir kai šios dvi kartu susirenka, baterija pradeda perkaisti.
Yra keletas priežasčių, dėl kurių separatorius gali nepavykti:
- Netinkamas dizainas arba gamybos defektai: Baterija yra prastai suprojektuota, kaip ir „Galaxy Note 7“. Tokiu atveju baterijose nėra pakankamai vietos elektrodams ir separatoriui. Kai kuriuose modeliuose, kai akumuliatorius šiek tiek išsiplėtė, kai įkrautas, elektrodai sulenkė ir sukėlė trumpąjį jungimą. Net ir gerai suprojektuotas akumuliatorius gali nepavykti, jei kokybės kontrolė nepakankamai griežta arba gamybos srityje yra trūkumų.
- Išoriniai veiksniai: Ekstremali šiluma beveik garantuoja gedimą. Yra žinoma, kad baterijos, kurios liko per arti šilumos šaltinio ar sugautos gaisro, sprogsta. Kitas išorinis veiksnys gali sukelti ličio jonų akumuliatoriaus gedimą. Jei telefoną pernelyg sunku (arba per daug kartų), yra tikimybė, kad galite sugadinti separatorių ir sukelti elektrodus. Jei praplaukite akumuliatorių (arba atsitiktinai, arba tyčia), tada beveik neabejotinai sukelsite trumpą jungimą.
- Įkroviklio problemos: Blogai pagamintas arba blogai izoliuotas įkroviklis taip pat gali sugadinti ličio jonų akumuliatorių. Jei įkroviklis trumpėja arba sukuria šilumą netoli akumuliatoriaus, jis gali padaryti pakankamai žalos, kad sukeltų gedimą. Štai kodėl rekomenduojame naudoti tik oficialius įkroviklius (arba bent jau geros kokybės trečiųjų šalių iš geros reputacijos prekių ženklų). Ličio jonų akumuliatoriai turi įmontuotą apsaugą, kad jie nebūtų perkrauti. Nors labai retai, jei šios saugos priemonės nepavyksta, per didelis įkrovimas yra geras būdas perkaisti akumuliatorių.
- Terminiai išbėgę ir keli elementai: Nors tai neatitinka vieno elemento baterijų, kaip antai daugelio išmaniųjų telefonų, baterijos („iPhone X“ iš tikrųjų yra dvi ląstelės), tik viena baterijos elemento lizdas turi nepavykti. Kai viena ląstelė perkaista, gausite domino efektą, vadinamą „terminiu bėgimu“. Akumuliatoriams, kurių šimtai yra panašūs į Tesla modelį, S-terminis bėgimas gali būti tikrai didelė problema.
Nors tyrimas, kodėl baterija kartais nepavyksta, išsiskiria bauginančiu vaizdu, ličio jonų baterijos yra saugios ir brandžios technologijos. Faktas, kad baterija sprogsta netikėtai, rodo, kaip retai įvyksta tie dideli gedimai. Akumuliatorių gamintojai įdiegė daug apsaugos priemonių, kad baterijos nesugestų, arba bent jau sušvelnintų žalą, kurią gali sukelti gedimas.
Nuotraukų kreditas: wk1003mike / Shutterstock.com.
