Зашто литиј-ионске батерије експлодирају?

Док су литијум-јонске батерије у цјелини невјеројатно сигурне, оне се врло често повремено запале или експлодирају. Када се то догоди, као што је Самсунг Галаки Ноте 7 фијаско или ХП-ов новији лаптоп опозив, то је увијек велика вијест. Шта се дешава и зашто батерије понекад излазе са праском? Хајде да сазнамо.

Пуњиве литијум-јонске батерије - врста батерије која се налази у вашем лаптопу, телефону, таблету и скоро сваком другом модерном уређају који поседујете, као и електричним аутомобилима и авионима - одговорни су за револуцију преносног уређаја. Без литијум-јонских батерија не бих могао да напишем овај чланак у кафићу; уместо тога, морао бих бити укључен у извор напајања цијело вријеме.

Шта је унутра литијум-јонска батерија?

Да бисте разумели зашто литијум-јонске батерије понекад пропадају, морате знати шта се догађа испод хаубе. Унутар сваке литијум-јонске батерије налазе се две електроде - позитивно напуњена катода и негативно наелектрисана анода одвојена танким слојем “микроперфериране” пластике која држи две електроде у додиру. Када напуните литијум-јонску батерију, литијумски јони се потискују електричном енергијом из катоде, кроз микроперферације у сепаратору и електрично водљивом флуиду, и до аноде. Када се батерија испразни, дешава се обрнуто са литијумским јонима који тече од аноде према катоди. Ово је реакција која покреће ваш лаптоп.

Мале батерије, попут оних у паметним телефонима, обично имају само једну литијум-јонску ћелију. Веће батерије, попут оних у лаптоповима, обично имају између 6 и 12 литијум-јонских ћелија. Батерије у електричним аутомобилима и авионима могу имати стотине ћелија.

Шта чини експлозију литијум-јонске батерије?

Оно што чини литијум-јонске батерије тако корисним је оно што им даје могућност да запале или експлодирају. Литиј је заиста одличан за складиштење енергије. Када је пуштен као цурење, он напаја ваш телефон цијели дан. Када се једном испусти, батерија може експлодирати.

Ова литијум-јонска батерија из Јапан Аирлинес Боеинг 787 запалила се 2013. године.

Већина пожара и експлозија литијум-јонске батерије се своди на проблем кратког споја. То се дешава када пластични сепаратор пропадне и допусти да се анода и катода дотакну. И када се ова два споје, батерија почиње да се прегрева.

Постоји више разлога због којих сепаратор може да пропадне:

Лош дизајн или грешке у производњи: Батерија је лоше дизајнирана, као код Галаки Ноте 7. У том случају, није било довољно простора за електроде и сепаратор у батерији. Код неких модела, када се батерија мало проширила док се пунила, електроде су се савијале и изазивале кратки спој. Чак и добро дизајнирана батерија може да пропадне ако контрола квалитета није довољно чврста или постоји неки недостатак у производњи.
Спољни фактори: Екстремна топлота је скоро загарантована да изазове квар. Батерије које су остављене преблизу извора топлоте - или су ухваћене у пожару - познато је да експлодирају. Други спољни фактори могу такође проузроковати квар литијум-јонске батерије. Ако испустите телефон прејако (или превише пута), постоји могућност да оштетите сепаратор и изазовете додир електрода. Ако пробушите батерију (случајно или намерно), готово ћете сигурно изазвати кратки спој.

Проблеми са пуњачем: Лоше направљен или слабо изолован пуњач такође може оштетити литијум-јонску батерију. Ако се пуњач кратко спаја или ствара топлоту у близини батерије, може се оштетити и узроковати квар. Зато препоручујемо да користите само званичне пуњаче (или барем оне квалитетне треће стране од реномираних брендова). Литијум-јонске батерије имају уграђене заштитне механизме за спречавање прекомерног пуњења. Иако је веома ријетко, ако ове сигурносне мјере не успију, прекомјерно пуњење је добар начин за прегријавање батерије.
Термална Рунаваи и вишеструке ћелије: Иако није релевантно за батерије једне ћелије као што су оне које се налазе у већини паметних телефона (иПхоне Кс заправо има двије ћелије), само једна батеријска ћелија треба да пропадне за читаву батерију. Једном када се једна ћелија прегреје, добијате домино ефекат који се назива "термички одбјегли". За акумулаторе са стотинама ћелија попут оних у Теслином моделу С-термални одбјегли има потенцијал да буде заиста велики проблем..

Иако се испитивањем зашто батерија понекад погађа, слика застрашујућа слика, литијум-јонске батерије су сигурна и зрела технологија. Чињеница да је увек вест када батерија експлодира неочекивано показује колико су ретки догађаји. Произвођачи батерија постављају много заштитних мера како би спречили да се батерије покваре или барем ублаже оштећења до којих може доћи због квара.

Фото: вк1003мике / Схуттерстоцк.цом.