Zašto i kako raznijeti litij-ionske baterije

Vjerojatno svatko pamti o senzacionalnom priča s samozapaljenje, pa čak i eksplozija baterija u bilješci 7 telefona iz Samsunga. Dakle, to nije samo problem posebno s ovim telefonom modela i to je više-manje vrijedi za sve litij-ionske baterije.

Uostalom, na Internetu tu i tamo možete naći film kao giroskuter, elektrosamokat ili telefon na punjenje iznenada napuhan i zapalio.

U ovom članku želim vam reći zašto se to događa i što učiniti kako bi smanjili rizik od spontanog zapaljenja je gadget s ovom vrstom baterije.

Što je problem

Dakle, kako bi razumjeli uzrok požara, recimo nekoliko riječi o strukturi tih baterija.

Li-ion baterije su od para anode i katode, koje su odvojena poroznom separatora polimera. U većini slučajeva, aktivna tvar katode prijelaznog metala oksida s umetnuta u kristalnu strukturu litija. Upotreba kao anoda grafita.

Elektrolita u baterije općenito se sastoji od litijevih soli otopina. Tako je na prvom punjenju u tvornici u procesu integracije na elektrode u litij anode (u biti ionskog vodi zaštitni sloj na anodi) (SEI), načinjen od raspada elektrolit. Formirana barijera štiti elektrode od štetnih reakcija s elektrolitom.

U većini slučajeva, uzrok samozapaljenja baterija je banalna kratki spoj u same stanice. Razlog za formiranje električni kontakt između elektroda može biti:

1. Mehanička Element oštećenja. Recimo da ispadne telefon ili baterije na podu, a na taj način oštetiti unutarnju strukturu baterije.
2. Tvornica brak. Čak iu doba robotske proizvodnje nitko nije imun od banalne do grešaka u proizvodnji, kao što su nedovoljna upravo elektrode su rez ili je dobio metalni dio između katode i anode, što rezultira oštećenjem separatora.
3. Klijavost litija (dendrita). Ova pojava se javlja kod prebrzog pražnjenja ili punjenja, kada litija jednostavno nemaju vremena da se integrira u anoda kristala i (anoda) proces rasta kristala počinje donosi, što dovodi do oštećenja separatora.

Dakle, jednog od navedenih razloga izazvala kratki spoj. Da vidimo što će se dogoditi sljedeći.

razvoj spontanog zapaljenja

Kratki spoj dogodio u elementu, ta činjenica baterije počinje kad se proces zagrijavanja i temperatura dosegne 70-90gradusov Celzija, ion-provođenje prepreka počinje slabiti anoda.

Nakon toga, litij, integriran u anode, reakcija počinje s elektrolitom, kao rezultat ovog postupka, oslobađanje isparljivih plinova, etana, metan, etilen, itd ...

Dakle, tu je eksplozivna mješavina, ali je glavni sastojak za gašenje - kisik.

Sve Taj kemijski koktel počinje kuhati u zatvorenom zatvorenoj ograde, kao i egzotermne reakcije, to neminovno dovodi do povećanja temperature i tlaka.

Nakon postizanja 180-200 stupnjeva Celzijusa katodnu materijal uključen u reakciju i razvijanje kisika rezultirajuća događa. Ovdje u ovom trenutku, a tu je i „dašak”, a nagli porast temperature. Paralelno s tim, raspad elektrolita nastavlja (300 Celzijevih stupnjeva), koji također generira toplinu.

I završni korak ovog procesa s elektrolita ostataka reagira grafita, što dodatno Ona podiže temperaturu na oko 600 stupnjeva Celzijusa, što je rezultiralo topljenje aluminija susceptor.

Kako zaštititi baterije

Naravno, proizvođači su svjesni problema i dali nekoliko stupnjeva zaštite od mogućeg samozapaljenje i onda princip rada, snažnije baterije, veći je stupanj zaštite u njemu.

Jedan od stupnjeva zaštite separator, koja temperatura je podignuta na mjestu postaje nepropusna i na taj način sprječava se dendrita rastu u odjeljku za bateriju. Ali, ako se proces se razvija vrlo brzo, separator se topi banalno.

Uz baterije su proizvedeni s integriranim ventilima i osigurače. Dakle, kad je pritisak se povećava, a temperatura elektrode su jednostavno isključeni iz mreže, i proći kroz ventil formirana plinova. Naravno, u ovom slučaju u kontaktu s plinskim kisika opeklina.

Dodatno litij-ionske baterije su opremljeni kontroleri, senzori, pa naboja balancers. D.

Kao što ste vjerojatno već shvatili najopasniji element u izgradnji litij-ionske baterije, elektrolit, koji je samo oborio u tim dobro gori i eksplozija plinova. Do danas, cijeli tim znanstvenika aktivno traže alternativu, ali do sada to nije prisutan.

Kao članku, onda s tobom slično. Hvala vam na pažnji!