Proč se explodují lithium-iontové baterie?
Zatímco lithium-iontové baterie jsou jako celek neuvěřitelně bezpečné, velmi příležitostně se vznítí nebo explodují. Když k tomu dojde, stejně jako v případě Samsung Galaxy Note 7 fiasco nebo nejnovější upomínky notebooku společnosti HP, je to vždycky velká zpráva. Takže, co se děje a proč se baterie někdy vyskytují s třeskem? Pojďme to zjistit.
Nabíjecí lithium-iontové baterie - druh baterie, který je uvnitř vašeho notebooku, telefonu, tablet a prakticky všechny ostatní moderní přístroje, které vlastníte, stejně jako elektrické automobily a letadla - jsou zodpovědné za revoluci přenosného zařízení. Bez lithium-iontových baterií bych nedokázal napsat tento článek sedět v kavárně; místo toho bych musel být připojen k napájecímu zdroji po celou dobu.
Co je uvnitř lithium-iontové baterie?
Chcete-li pochopit, proč někdy lithium-iontové baterie selhávají, musíte vědět, co se děje pod kapotou. Uvnitř každé lithium-iontové baterie jsou dvě elektrody - kladně nabitá katoda a záporně nabitá anoda - odděleny tenkou vrstvou "mikroperperovaného" plastu, který udržuje dvě elektrody v kontaktu. Když nabijete lithium-iontovou baterii, ionty lithia jsou tlačeny elektřinou z katody, mikroperferací v separátoru a elektricky vodivou kapalinou a anodou. Když se baterie vybije, naopak se stane ionty lithia proudící z anody směrem k katodě. To je reakce, která napájí váš notebook.
Malé baterie podobné těm, které se nacházejí v smartphonech, mají obvykle pouze jednu lithium-iontovou buňku. Větší baterie, jako jsou baterie v notebooku, mají obvykle 6 až 12 lithium-iontových článků. Baterie v elektrických automobilech a letadlech mohou mít stovky buněk.
Co způsobuje výbuch lithium-iontové baterie?
To, co dělá z lithium-iontových baterií tak užitečné, je také to, co jim dává schopnost vzplanout nebo explodovat. Lithium je opravdu skvělé při uchovávání energie. Když je propuštěn jako prach, napájí telefon celý den. Když je vše uvolněné v jednom kroku, baterie může explodovat.
Tato lithium-iontová baterie z japonské letecké společnosti Boeing 787 v roce 2013 vzplala požár. Většina požárů a výbuchů lithium-iontových baterií způsobuje zkrat. K tomu dochází, když plastový odlučovač selže a nechá dotyk anody a katody. A jakmile se tito dva setkají, baterie se začne přehřívat.
Existuje celá řada důvodů, proč separátor může selhat:
- Špatné konstrukční nebo výrobní vady: Baterie je špatně navržena, stejně jako v případě poznámky Galaxy 7. V tom případě nebyl dostatek místa pro elektrody a oddělovač baterie. V některých modelech, když se akumulátor trochu roztažil při nabití, se elektrody ohýbaly a způsobily zkrat. Dokonce i dobře navržená baterie může selhat, pokud kontrola kvality není udržována dostatečně těsná nebo je nějaká vada ve výrobě.
- Vnější faktory: Extrémní teplo je téměř jisté, že způsobí selhání. Baterie ponechané příliš blízko zdroji tepla - nebo ulovené v ohni - jsou známy, že explodují. Jiný externí faktor může způsobit selhání lithium-iontové baterie. Pokud váš telefon příliš tvrdě (nebo příliš mnohokrát), máte šanci, že budete poškozovat separátor a způsobit dotyk elektrod. Pokud propichujete baterii (ať už náhodou nebo záměrně), pak téměř jistě způsobíte zkrat.
- Problémy s nabíječkou: Špatně vyrobená nebo špatně izolovaná nabíječka může také poškodit lithium-iontovou baterii. Pokud nabíječka šnečí nebo vytváří teplo blízko baterie, může způsobit dostatečné poškození, které způsobí selhání. Proto doporučujeme používat pouze oficiální nabíječky (nebo přinejmenším vysoce kvalitní třetí strany od renomovaných značek). Lithium-iontové baterie mají zabudované ochranné prvky, které zabraňují jejich přebíjení. I když jsou tyto bezpečnostní opatření velmi vzácné, přetížení je dobrý způsob, jak přehřívat baterii.
- Tepelné únikové a vícenásobné buňky: Zatímco není relevantní pro baterie s jedním článkem, jako jsou ty, které se nacházejí ve většině smartphonů (iPhone X má ve skutečnosti dvě buňky), musí se vyhnout pouze jedné baterii. Jakmile se buňka přehřívá, získáváte domino efekt nazývaný "tepelný útěk". Pro baterie se stovkami článků - jako jsou baterie v modelu Tesla Model S - tepelná runaway má potenciál být opravdu velký problém.
Přestože se zkoumá, proč baterie někdy selhávají barvy děsivého obrazu, jsou lithium-iontové baterie bezpečnou a vyspělou technologií. Skutečnost, že je vždy zpráva, když baterie exploduje neočekávaně, ukazuje, jak vzácná událost je ta velká porucha. Výrobci baterií zavedli spoustu bezpečnostních opatření, aby nedošlo k selhání akumulátorů, nebo alespoň zmírnit poškození, které selhání může způsobit.
Foto kredit: wk1003mike / Shutterstock.com.
