למה ואיך לפוצץ את סוללות ליתיום
כנראה כולם זוכרים את הסיפור סנסציוני עם הצתה עצמית פיצוץ אפילו סוללות הערה 7 טלפונים מבית סמסונג. אז, זה לא רק בעיה ספציפית עם דגם הטלפון המסוים הזה וזה פחות או יותר נכון של כל סוללות ליתיום-יון.
אחרי הכל, באינטרנט פה ושם אתה יכול למצוא סרט כמו giroskuter, elektrosamokat או בטלפון על טעינה נפוח לפתע בלהבות.
במאמר זה אני רוצה לספר לכם מדוע זה קורה ומה לעשות כדי למזער את הסיכונים של בעירה ספונטנית הוא הגאדג'ט עם סוג הסוללה הזו.
מה הבעיה
אז, על מנת להבין את סיבת השריפה, נניח כמה מילים על מבנה של סוללות כאלה.
סוללות Li-ion עשויים זוג הקטודה לאנודה, אשר מופרד ע"י פולימר נקבובי. ברוב המקרים, את החומר קטודה הפעיל הוא תחמוצות מתכת מעבר עם שנעוצי המבנה הגבישי של יוני ליתיום. אחד מהשימושים כמו גרפיט האנודה.
האלקטרוליט בסוללה עשוי בדרך כלל פתרונות של מלחי ליתיום. אז על התשלום הראשוני במפעל בתהליך האינטגרציה על אלקטרודות ב האנודה ליתיום (ב יון-ניצוח שכבת מגן משמעותי נוצר על האנודה) (SEI), נוצר מפורק האלקטרוליט. מחסום נוצר מגן אלקטרודות מתגובות מזיקות עם האלקטרוליט.
ברוב המקרים, הגורם ההצתה העצמית של הסוללה הוא קצר בנאלי בתא עצמו. הסיבה להרכיב מגע חשמלי בין האלקטרודות יכול להיות:
- אלמנט נזק מכני. נניח שאתה טיפה הטלפון או הסוללה שלך על הרצפה, ובכך לפגוע במבנה הפנימי של הסוללה.
- נישואים במפעל. גם בעידן של ייצור רובוטיים אף אחד לא חסין מפני בנאלי פגמים בייצור, כגון מספיקות בדיוק אלקטרודות היו חלק מתכת לחתוך או קיבל בין הקתודה לבין האנודה, וגרמו נזק מפריד.
- נביטה של מתכת ליתיום (דנדריטים). תופעה זו מתרחשת ב ופריקה מהירה מדי או טעינה, כאשר יוני הליתיום פשוט אין לי זמן להשתלב קריסטל האנודה ולהבאתו (האנודה) תהליך גדילת גבישים מתחיל, מה שמוביל נזק מפריד.
אז אחת הסיבות הנ"ל שגרם לקצר. בואו לראות מה קורה הלאה.
פיתוח של בעירה ספונטנית
מעגל קצר התרחש האלמנט, סוללת עובדה זו מתחילה כאשר תהליך החימום הטמפרטורה מגיעה 70-90gradusov צלסיוס, מחסום יון-ניצוח מתחיל להתדרדר האנודה.
לאחר מכן, ליתיום, משולבים האנודה, מתחילה להיווצר התגובה עם האלקטרוליט, כתוצאה מתהליך זה, שחרור גזים נדיפים, אתאן, מתאן, אתילן, וכו '...
אז, יש תערובת נפיצה, אך קיים מרכיב עיקרי עבור אש - חמצן.
כל התחלות קוקטייל כימיות זה לרתוח בתוך מתחם סגור וחתום, כמו גם תגובה אקסותרמית, זה מוביל בהכרח להגדיל ב טמפרטורה ולחץ.
בהגיעו חומר הקתודה 180-200 מעלות צלזיוס נכלל התגובה ואת האבולוציה חמצן וכתוצאה מכך מתרחשת. כאן, ברגע זה ממש, ויש "עלים" וגידול פתאומי בטמפרטורה. במקביל לכך, פירוק של האלקטרוליט ממשיך (300 מעלות צלזיוס), אשר גם מייצרת חום.
והצעד האחרון של התהליך הזה עם מגיב גרפיט שאריות אלקטרוליט, אשר נוסף זה מעלה את הטמפרטורה לכ 600 מעלות צלזיוס, וכתוצאה מכך ההיתוך של אלומיניום susceptor.
כיצד להגן על סוללות
כמובן, היצרנים מודעים לבעיה סיפקו כמה מעלות של הגנה מפני הצתה עצמית אפשרי ואז העיקרון עובד, הסוללה חזקה יותר, כך גדלה מידת ההגנה בה.
אחד המעלות של הגנה הוא מפריד, אשר הטמפרטורה עולה בנקודה הופך חדירה ובכך מונע את הדנדריטים לגדול בחלק הסוללה. אבל אם התהליך מתפתח במהירות, המפריד נמס בנאלי.
בנוסף סוללות מיוצרות עם שסתומים ו נתיכים משולבים. לפיכך, כאשר הלחץ גדל ואת אלקטרודות הטמפרטורה מנותקות פשוט מהרשת, וללכת דרך הגזים נוצר שסתום. כמובן, במקרה זה במגע עם כוויות גז חמצן.
בנוסף סוללות ליתיום מצוידות בקרים, חיישנים, וכך balancers תשלום. ד
כפי שאתה בוודאי כבר הבנת את האלמנט המסוכן ביותר בבניית סוללת ליתיום-יון הוא אלקטרוליט, אשר רק מחולק היטב אלה צריבה מתפוצצים גזים. נכון להיום, כל צוות של מדענים מחפשים באופן פעיל אחר חלופה מעשית, אך עד כה שאינו קיים.
כמו במאמר, אז עם תרצה. תודה על תשומת הלב שלך!