Zakaj in kako, da bo razstrelil litij-ionskih baterij

Verjetno vsakdo spomni o senzacionalno zgodbo z samovžiga in celo eksplozijo baterij v opombi 7 telefonov iz Samsunga. Torej, to ni samo problem, posebej s tem modelom telefona in je bolj ali manj velja za vse litij-ionskih baterij.

Konec koncev, na internetu, tu in tam boste našli film, kot giroskuter, elektrosamokat ali telefonu o cestnih nenadoma napihnjen in zagorijo.

V tem članku sem hotel povedati, zakaj se to dogaja in kaj storiti, da bi zmanjšali tveganje za samovžig je vaš pripomoček s to vrsto baterij.

Kaj je problem

Torej, da bi razumeli vzrok požara, recimo nekaj besed o strukturi teh baterij.

Li-ionske baterije so izdelane iz para anodo in katodo, ki sta ločeni s porozno polimerno separatorja. V večini primerov je aktivni katodni material je prehodna kovina oksidov z vlit v kristalni strukturi litijevih ionov. Uporaba kot anode grafit.

Elektrolit v akumulatorju je običajno narejen iz raztopin litijevih soli. Tako na začetne mase v tovarni v procesu povezovanja na elektrode v litijevih anode (v v bistvu ionsko izvaja zaščitni sloj tvorjen na anodi) (SEI), tvorjen iz razgradi elektrolitov. Nastala pregrada ščiti elektrodi pred škodljivimi reakcije z elektrolitom.

V večini primerov je vzrok za samovžig akumulatorja je banalen kratek stik v sami celici. Razlog za tvorjenje električnega stika med elektrodama lahko:

1. Mehanske poškodbe element. Recimo, da spusti telefon ali baterija na tleh, in s tem poškoduje notranjo strukturo baterije.
2. Factory zakon. Tudi v dobi robotsko proizvodnjo nihče ni imun na banalno do proizvajalnih napak, kot so nezadostna ravno elektrode smo razrezali ali nimajo kovinski odsek med katodo in anodo, kar škodi separator.
3. Kalitev litijevega kovino (dendriti). To se pojavi pri preveč hitro praznjenje in polnjenje, ko litijevih ionov preprosto nimajo časa, da bi bilo treba vključiti v Anoda kristal in to (anode) Postopek rast kristalov začne prinaša, kar vodi do poškodb separator.

Torej enega od navedenih razlogov so povzročili kratek stik. Poglejmo, kaj se zgodi naslednje.

Razvoj samovžiga

Kratek stik pojavila v elementu, začne to dejstvo baterija pri procesu segrevanja in temperatura doseže 70-90gradusov Celzija,-ionska vodenje pregrade začne slabšati anoda.

Potem, litij, integriran v anodo, reakcijsko začne z elektrolitom, kot rezultat tega postopka, sproščanja hlapnih plinov, etana metana, etilen, itd ...

Torej obstaja zmes eksploziv, vendar je glavna sestavina za gašenje - kisik.

Vse to se začne kemičnih koktajl da zavre v zaprtem tesnjen obod ter eksotermno reakcijo, neizogibno vodi do povečanja temperaturi in tlaku.

Ko dosežemo 180-200 stopinj Celzija katodni material vključen v reakciji in se pojavi Napredek nastalo kisika. Tukaj v tem trenutku, in da je "puf" in nenadno povečanje temperature. To poteka vzporedno s to razgradnjo elektrolita (300 stopinj Celzija), ki ima tudi toploto.

In zadnji korak tega procesa z ostankom elektrolitov reagira grafita, ki nadalje To dvigne temperaturo na približno 600 stopinj Celzija, kar ima za posledico taljenje aluminija susceptor.

Kako zaščititi baterij

Seveda, proizvajalci se zavedajo tega problema in so zagotovili več stopenj varstva pred morebitno samovžig in nato delovno načelo, bolj zmogljivo baterijo, čim večja je stopnja zaščite v njej.

Eden od stopnje zaščite je separator, ki temperatura se dvigne na točki postane neprepusten in tako preprečuje izrastki rastejo v oddelku za akumulator. Toda, če se proces hitro razvija, je ločilo tali banalen.

Poleg tega so baterije izdelani z integriranimi ventili in varovalkami. Tako, ko se tlak poveča in temperatura elektrode so preprosto odklopi od omrežja, in gredo skozi ventil oblikovan plinov. Seveda, v tem primeru v stiku s kisikom plinov opeklin.

Dodatno litij-ionske baterije so opremljeni s krmilniki, senzorji, in tako naboja balancers. D.

Kot ste verjetno že spoznali najbolj nevaren element pri gradnji litij-ionska baterija je elektrolit, ki je pravkar razčlenjena na teh dobro gorenja in eksplozije plinov. Do danes se je celotna ekipa znanstvenikov aktivno iščejo možno alternativo, vendar tako daleč, da ni prisotna.

Tako kot v članku, potem z vami, kot so. Hvala za vašo pozornost!