Waarom en hoe op te blazen de lithium-ion batterijen

Waarschijnlijk iedereen herinnert zich over de sensationele verhaal met zelfontbranding, zelfs explosie van de batterijen in Toelichting 7 telefoons van Samsung. Dus, dit is niet alleen een probleem specifiek met dit type telefoon en het is min of meer geldt voor alle lithium-ion batterijen.

Immers, op het internet hier en daar kun je een film als giroskuter, elektrosamokat of telefoon op de opladen ineens gepofte en barstte in vlammen vinden.

In dit artikel wil ik u vertellen waarom dit gebeurt en wat te doen om de kans op spontane ontbranding te minimaliseren is uw gadget met dit type batterij.

Wat is het probleem

Dus, om de oorzaak van de brand te begrijpen, laten we zeggen een paar woorden over de structuur van dergelijke batterijen.

Li-ion batterijen bestaan ​​uit een paar anode en kathode die zijn gescheiden door een poreus polymeer separator. In de meeste gevallen, het actieve kathodemateriaal een overgangsmetaal oxiden met ingebed in de kristalstructuur van lithiumionen. Een toepassing als anode grafiet.

De elektrolyt in de batterij men veelal oplossingen van lithiumzouten. Dus aan het uitgangsmengsel in de fabriek in het integratieproces op de elektroden in lithiumanode (in hoofdzaak ionen geleidende beschermlaag wordt gevormd aan de anode) (SEI), gevormd uit ontlede elektrolyt. Gevormde barrière beschermt elektroden tegen schadelijke reacties met het elektrolyt.

In de meeste gevallen is de oorzaak van de zelfontbranding van de batterij is een banaal kortsluiting in de cel zelf. De reden voor het vormen van elektrisch contact tussen de elektroden kan worden:

1. Mechanische beschadiging element. Laten we zeggen dat u uw telefoon of de batterij op de grond vallen, en dus schade aan de interne structuur van de batterij.
2. Factory huwelijk. Zelfs in een tijd van robotachtige produktie niemand immuun voor de banale fabricagefouten, zoals ontoereikende precies elektroden waren door knippen of metaalgedeelte tussen de kathode en de anode, waardoor schade aan separator.
3. Kieming van lithiummetaal (dendrieten). Dit verschijnsel treedt op bij te snel ontladen of opladen wanneer lithiumionen gewoon geen tijd worden geïntegreerd in anode kristal en waardoor deze (de anode) kristalgroei begint, die leidt tot schade separator.

Dus een van de bovenstaande redenen hebben een kortsluiting veroorzaakt. Laten we eens kijken wat er daarna gebeurt.

ontwikkeling van zelfontbranding

Een kortsluiting in het element, dit feit batterij start wanneer het verwarmingsproces en temperatuur bereikt 70-90gradusov Celsius, ionengeleidende barrière begint te verslechteren anode.

Daarna, lithium, geïntegreerd in de anode de reactie begint met het elektrolyt als gevolg van dit proces, het vrijkomen van vluchtige gassen, ethaan, methaan, ethyleen, enz ...

Dus, er is een explosief mengsel, maar er is een van de belangrijkste ingrediënt voor de brandweer - zuurstof.

Al deze chemische cocktail begint te koken in een gesloten afgedichte omhulling, en een exotherme reactie is het onvermijdelijk leidt tot verhoging van temperatuur en druk.

Bij het bereiken van 180-200 graden Celsius kathodemateriaal bij de reactie en het resulterende zuurstofontwikkeling optreedt. Hier op dit moment, en er is een "puf" en een abrupte temperatuurstijging. Parallel hieraan ontleding van de elektrolyt blijft (300 graden Celsius), die ook warm.

En de laatste stap van deze werkwijze met de elektrolyt resten reageert grafiet, welke verder Het verhoogt de temperatuur tot ongeveer 600 graden Celsius, waardoor smelten van aluminium susceptor.

Hoe kan ik de batterijen te beschermen

Natuurlijk, fabrikanten zijn zich bewust van het probleem en hebben verschillende graden van bescherming tegen mogelijke zelfontbranding en vervolgens werkingsprincipe, de meer krachtige batterij, hoe groter de mate van bescherming in het voorzag.

Een van de mate van bescherming is een separator, waarbij de temperatuur wordt verhoogd op een punt ondoorlaatbaar en voorkomt groeien de dendrieten in de batterijhuisvestingssectie. Maar als de werkwijze snel ontwikkelt, de separator gesmolten banale.

Daarnaast batterijen worden vervaardigd met geïntegreerde ventielen en zekeringen. Wanneer de druk wordt verhoogd en de temperatuur elektroden eenvoudigweg losgekoppeld van het netwerk, en vervolgens door de klep gevormde gassen. Natuurlijk, in dit geval in contact met zuurstofgas brandwonden.

Bovendien lithium-ion batterijen zijn voorzien van regelaars, sensoren, enz lading balancers. D.

Zoals u waarschijnlijk al de gevaarlijkste element in de bouw van een lithium-ion batterij gerealiseerd is het elektrolyt, die net is opgesplitst in deze goed te laten branden en exploderende gassen. Tot op heden zijn het hele team van wetenschappers actief op zoek naar een levensvatbaar alternatief, maar tot nu toe, dat niet aanwezig is.

Net als het artikel, dan met je wilt. Dank u voor uw aandacht!