Zašto litij-ionske baterije eksplodiraju?
Dok su litij-ionske baterije u cjelini nevjerojatno sigurne, vrlo se često pale ili eksplodiraju. Kada se to dogodi, kao što je Samsung Galaxy Note 7 fijasko ili HP-ov noviji podsjetnik na laptop, to je uvijek velika vijest. Dakle, što se događa i zašto baterije ponekad izlaze s praskom? Hajde da vidimo.
Punjive litij-ionske baterije - vrsta baterije koja se nalazi u vašem prijenosnom računalu, telefonu, tabletu i gotovo svakom drugom modernom uređaju koji posjedujete, kao i električnim automobilima i zrakoplovima - odgovorni su za revoluciju prijenosnog uređaja. Bez litij-ionskih baterija ne bih mogao pisati ovaj članak u kafiću; umjesto toga, moram cijelo vrijeme biti priključen na izvor napajanja.
Što je unutar litij-ionske baterije?
Da biste razumjeli zašto litij-ionske baterije ponekad ne uspijevaju, morate znati što se događa ispod haube. Unutar svake litij-ionske baterije nalaze se dvije elektrode - pozitivno nabijena katoda i negativno nabijena anoda odvojena tankim slojem "mikroperferirane" plastike koja drži dvije elektrode u dodiru. Kada napunite litij-ionsku bateriju, litijevi ioni se potiskuju električnom energijom iz katode, kroz mikroperferacije u separatoru i električno vodljivu tekućinu, te u anodu. Kada se baterija isprazni, događa se obrnuto, dok litijevi ioni teče od anode prema katodi. To je reakcija koja pokreće vaš laptop.
Male baterije, poput onih u pametnim telefonima, obično imaju samo jednu litij-ionsku ćeliju. Veće baterije, poput onih u prijenosnim računalima, obično imaju između 6 i 12 litij-ionskih stanica. Baterije u električnim automobilima i zrakoplovima mogu imati stotine stanica.
Što čini eksploziju litij-ionske baterije?
Ono što čini litij-ionske baterije tako korisnima je ono što im daje mogućnost da zapale ili eksplodiraju. Litij je zaista odličan za skladištenje energije. Kada je pušten kao kapaljka, on puni mobitel cijeli dan. Kada se ispusti sve u jednom pokretu, baterija može eksplodirati.
Ova litij-ionska baterija iz Japan Airlines Boeing 787 zapalila se 2013. godine. Većina požara i eksplozija litij-ionske baterije se svodi na problem kratkog spoja. To se događa kada plastični separator propadne i dopusti dodir anode i katode. A kad se ta dva spoje, baterija počinje pregrijati.
Postoji više razloga zbog kojih separator može uspjeti:
- Loš dizajn ili greške u proizvodnji: Baterija je loše dizajnirana, kao kod Galaxy Note 7. U tom slučaju nije bilo dovoljno prostora za elektrode i separator u bateriji. Kod nekih modela, kada se baterija malo proširila kako se puni, elektrode su se savijale i uzrokovale kratki spoj. Čak i dobro dizajnirana baterija može propasti ako kontrola kvalitete nije dovoljno čvrsta ili postoji neki nedostatak u proizvodnji.
- Vanjski faktori: Ekstremna toplina je gotovo zajamčena da uzrokuje kvar. Baterije koje su ostavljene preblizu izvora topline - ili su uhvaćene u požaru - su eksplodirale. Drugi vanjski čimbenici mogu također uzrokovati kvar litij-ionske baterije. Ako ispustite telefon prejako (ili previše puta), postoji mogućnost da ćete oštetiti separator i izazvati dodirivanje elektroda. Ako probušite bateriju (slučajno ili namjerno), gotovo ćete sigurno izazvati kratki spoj.
- Problemi s punjačem: Loše izrađen ili slabo izoliran punjač može također oštetiti litij-ionsku bateriju. Ako se punjač kratko spaja ili stvara toplinu u blizini akumulatora, može prouzročiti dovoljno oštećenja da uzrokuje kvar. Zato preporučujemo da koristite samo službene punjače (ili barem one kvalitetne treće strane od renomiranih brandova). Litij-ionske baterije imaju ugrađenu zaštitu kako bi se spriječilo pretjerano punjenje. Iako je to vrlo rijetko, ako ove sigurnosne mjere ne uspiju, prekomjerno punjenje je dobar način pregrijavanja baterije.
- Termalna odbjegla i višestruka ćelija: Iako nije relevantno za pojedinačne baterije poput onih koje se nalaze u većini pametnih telefona (iPhone X zapravo ima dvije ćelije), samo jedna baterijska ćelija mora uspjeti da bi se cijela baterija mogla pokrenuti. Jednom kada se jedna stanica pregrije, dobivate domino efekt koji se naziva "toplinska odbjegao". Za baterije sa stotinama stanica poput onih u Teslinom modelu S-termalni odbjegli ima potencijal da bude stvarno veliki problem..
Iako ispitivanje zašto baterija ponekad ne uspijeva, slika zastrašujuću sliku, litij-ionske baterije su sigurna i zrela tehnologija. Činjenica da je uvijek vijest kada baterija eksplodira neočekivano pokazuje koliko su rijetki događaji. Proizvođači baterija stavljaju mnogo zaštitnih mjera na mjesto kako bi se spriječilo oštećenje baterija, ili barem ublažavanje štete koju može prouzročiti kvar.
Foto: wk1003mike / Shutterstock.com.
