Защо и как да взриви литиево-йонни батерии

Вероятно всеки си спомня за сензационно история с самозапалване и дори експлозия на батерии в забележка 7 телефони от Samsung. Така че, това не е проблем само на конкретно с този конкретен модел телефон и това е повече или по-вярно на всички литиево-йонни батерии.

В крайна сметка, в интернет тук и там можете да намерите филм като giroskuter, elektrosamokat или по телефона относно заплащането на такси изведнъж се надува и избухна в пламъци.

В тази статия искам да ви кажа, защо това се случва и какво да направя, за да се намалят рисковете от самозапалване е притурката си с този тип батерии.

Какъв е проблемът

Така че, за да се разбере причината за пожара, да кажем няколко думи за структурата на такива батерии.

Литиево-йонни батерии са направени от двойка анод и катод, който се отделя от порьозен полимерен сепаратор. В повечето случаи, активният катоден материал е преходен метал оксиди с запечатан в кристалната структура на литиеви йони. А употреба като анод графит.

Електролитът в батерията обикновено се прави на разтвори на литиеви соли. Така че в първоначалната такса в завода в процеса на интеграция на електродите в литиеви анод (в същество йон провеждане на защитен слой се оформя в анода) (SEI), образуван от разлага електролит. Създадена бариера предпазва електроди от вредни реакции с електролита.

В повечето случаи, причината за самозапалване на батерията е банални късо съединение в самата клетка. Причината за формиране на електрически контакт между електродите може да бъде:

1. Механични повреди елемент. Да речем, че пуснете телефона или батерията на пода, и по този начин да повреди вътрешната структура на батерията.
2. Фабрика брак. Дори в епохата на роботизирана производство никой не е имунизиран от баналното за фабрични дефекти, като например недостатъчно точно електроди са нарязани или има метална част между катода и анода, което води до увреждане на сепаратор.
3. Кълняемостта на литиев метал (дендрити). Това явление се наблюдава при прекалено бързото разреждане или зареждане, когато литиеви йони просто не разполагат с време, за да бъдат интегрирани в анод кристал и (анода) започва процес кристалния растеж привеждане, което води до увреждане сепаратор.

Така че един от по-горе причини са причинили късо съединение. Нека да видим какво ще се случи по-нататък.

развитие на самозапалване

Късо съединение е случило в елемент, този факт за батерията започва, когато процесът на нагряване и температурата достигне 70-90gradusov Целзий, йон-провеждане бариера започва да се влошава анод.

След това, литий, интегрирана в анода, реакцията започва с електролита, в резултат на този процес, освобождаване на летливи газове, етан, метан, етилен и др ...

Така че, не е експлозивна смес, но основна съставка за пожар - кислород.

Всички тези химични започва коктейл да ври в затворен запечатана обвивка, както и екзотермична реакция, неизбежно води до увеличаване на температурата и налягането.

При достигане на 180-200 градуса по Целзий катоден материал включен в реакцията и получената отделянето на кислород се случва. Тук, в този момент, и е налице "пуф" и рязко повишаване на температурата. Паралелно с това, разлагане на електролита продължава (300 градуса по Целзий), който също генерира топлина.

И крайния етап на този процес с електролитни остатъци Реагира графит, което допълнително Това повишава температурата до около 600 градуса по Целзий, в резултат на топене на алуминий токоприемащата.

Как да защитим батерии

Разбира се, производителите са информирани за проблема и са предвидени няколко степени на защита срещу възможно самозапалване и след това принцип на работа, толкова по-мощна батерия, толкова по-голяма степен на защита в него.

Един от степента на защита е сепаратор, който температурата се повишава в точката става непропусклив и по този начин предотвратява дендритите растат в раздела за батерията. Но ако този процес се развива бързо, сепаратора се разтопи банална.

В допълнение батерии са произведени с интегрирани вентили и предпазители. По този начин, когато налягането се повишава и температура електроди са просто изключен от мрежата и проверете вентил образува газове. Разбира се, в този случай в контакт с кислород газ изгаряния.

Допълнително литиево-йонни батерии са оборудвани с контролери, сензори и така зареждане балансьори. D.

Както вероятно вече разбра, най-опасният елемент в изграждането на литиево-йонна батерия е електролит, което е просто разбива на тези добре изгаряне и експлодиращи газове. Към днешна дата, на целия екип от учени активно търсят реална алтернатива, но засега това не е налице.

Подобно на статията, а след това с желаете. Благодаря ви за вниманието!