Perché e come far saltare in aria le batterie agli ioni di litio

Probabilmente tutti ricordano la storia sensazionale con l'auto-accensione e perfino l'esplosione delle batterie nella nota 7 cellulari da Samsung. Quindi, questo non è solo un problema specifico con questo modello di telefono ed è più o meno vero di tutte le batterie agli ioni di litio.

Dopo tutto, su internet qua e là si può trovare un film come giroskuter, elektrosamokat o telefono sul carica improvvisamente gonfiati e scoppiò in fiamme.

In questo articolo voglio dirvi perché questo sta accadendo e cosa fare per ridurre al minimo i rischi di combustione spontanea è il vostro gadget con questo tipo di batteria.

Qual è il problema

Così, al fine di capire la causa dell'incendio, diciamo un paio di parole sulla struttura di tali batterie.

Le batterie al litio sono costituiti da una coppia di anodo e catodo, che sono separati da un separatore polimero poroso. Nella maggior parte dei casi, il materiale catodico attivo è una transizione ossidi metallici con inserita nella struttura cristallina di ioni di litio. Un uso come anodo in grafite.

L'elettrolita della batteria è generalmente costituito da soluzioni di sali di litio. Così, alla carica iniziale in fabbrica nel processo di integrazione sugli elettrodi di anodo di litio (in sostanzialmente conduzione ionica strato protettivo è formato in corrispondenza dell'anodo) (SEI), formata da decomposto elettrolita. barriera formata protegge elettrodi da reazioni dannose con l'elettrolita.

Nella maggior parte dei casi, la causa di auto-accensione della batteria è un corto circuito banale nella cella stessa. La ragione per formare il contatto elettrico tra gli elettrodi possono essere:

1. Elemento danni meccanici. Diciamo che si lascia cadere il telefono o la batteria a terra, e quindi danneggiare la struttura interna della batteria.
2. il matrimonio di fabbrica. Anche in un'epoca di produzione robotizzata nessuno è immune dal banale difetti di fabbricazione, come insufficiente esattamente elettrodi sono stati tagliati o parte metallica ottenuto tra il catodo e l'anodo, con conseguente danneggiamento separatore.
3. Germinazione di litio metallico (dendriti). Questo fenomeno avviene a troppo rapido scarico o ricarica, quando gli ioni di litio semplicemente non hanno tempo per essere integrato in cristallo anodo e portandola (anodo) processo di crescita di cristalli comincia, che porta a danni separatore.

Così uno dei motivi di cui sopra hanno causato un corto circuito. Vediamo che cosa succede dopo.

sviluppo di combustione spontanea

cortocircuito verificato nell'elemento, questa batteria fatto inizia quando il processo di riscaldamento e temperatura raggiunge 70-90gradusov Celsius, barriera di conduzione ionica comincia a deteriorarsi anodo.

Successivamente, litio, integrata nel anodo, la reazione inizia con l'elettrolita, come risultato di questo processo, il rilascio di gas volatili, etano, metano, etilene, ecc ...

Quindi, v'è una miscela esplosiva, ma v'è un ingrediente principale per il fuoco - l'ossigeno.

Tutto questo inizia chimici cocktail a bollire in un contenitore chiuso a tenuta, così come una reazione esotermica, inevitabilmente porta ad un aumento di temperatura e pressione.

Al raggiungimento 180-200 gradi centigradi materiale catodico inclusa nella reazione e si verifica l'evoluzione di ossigeno risultante. Qui in questo momento, e non v'è un "puff" e un brusco aumento della temperatura. Parallelamente, la decomposizione dell'elettrolita continua (300 gradi Celsius), che genera anche calore.

E la fase finale di questo processo con i residui elettrolita Reagisce grafite, che ulteriormente Si innalza la temperatura a circa 600 gradi centigradi, con conseguente fusione di alluminio suscettore.

Come proteggere le batterie

Naturalmente, i produttori sono consapevoli del problema e hanno fornito parecchi gradi di protezione contro possibili auto-accensione e principio poi lavorare, il più potente della batteria, maggiore è il grado di protezione in esso.

Uno dei gradi di protezione è un separatore, quale temperatura è sollevata in un punto diventa impermeabile e impedisce i dendriti crescono in sezione batteria così. Ma se il processo si sta sviluppando rapidamente, il separatore viene fuso banale.

Inoltre le batterie sono fabbricate con valvole e fusibili integrati. Pertanto, quando la pressione viene aumentata e gli elettrodi di temperatura sono semplicemente scollegato dalla rete, e passare attraverso i gas di valvola formata. Naturalmente, in questo caso a contatto con ustioni gas ossigeno.

Aggiunta batterie al litio sono dotati di controllori, sensori, e così bilanciatori carica. D.

Come probabilmente già capito l'elemento più pericoloso per la costruzione di una batteria agli ioni di litio è l'elettrolita, che è appena suddiviso in questi gas che bruciano bene e che esplodono. Fino ad oggi, l'intero team di scienziati sono attivamente alla ricerca di una valida alternativa, ma finora non è presente.

Come l'articolo, poi con voi come. Grazie per la vostra attenzione!