Miksi litiumioniakut räjähtävät?

Vaikka litiumioniakut ovat kokonaisuudessaan uskomattoman turvallisia, ne käyttävät erittäin hyvin satunnaisesti tulta tai räjähtävät. Kun se tapahtuu, kuten Samsungin Galaxy Note 7 fiascon tai HP: n uusimman kannettavan muistin avulla, se on aina iso uutinen. Joten mitä tapahtuu ja miksi akut joskus menevät ulos bang? Otetaan selvää.

Ladattavat litiumioniakut - kannettavan tietokoneen, puhelimen, tabletin ja melkein kaikki muut omat nykyaikaiset gadgetit sekä sähköautot ja lentokoneet - ovat vastuussa kannettavan laitteen vallankumouksesta. Ilman litium-ioniakkuja en voinut kirjoittaa tätä artikkelia istumaan kahvilassa; sen sijaan minun pitäisi olla kytkettynä virtalähteeseen koko ajan.

Mikä on litiumioniakun sisällä?

Jotta ymmärtäisit, miksi litiumioniakut joskus epäonnistuvat, sinun on tiedettävä, mitä tapahtuu liesituulettimen alla. Jokaisen litiumioniakun sisällä on kaksi elektrodia - positiivisesti varautunut katodi ja negatiivisesti varautunut anodi, joka on erotettu ohuella "mikroperferoitu" muovilevystä, joka pitää nämä kaksi elektrodia koskettamatta. Kun lataat litium-ioni-akkua, litiumioniet työnnetään sähköllä katodista, erottimen mikroperferaatioista ja sähköä johtavasta nesteestä sekä anodiin. Kun akku purkautuu, päinvastainen tapahtuu anodin läpi katodille kohti virtaavien litiumionien kanssa. Tämä on reaktio, joka tukee kannettavaa tietokonetta.

Pienet paristot, kuten älypuhelimissa havaitut, sisältävät yleensä vain yhden litiumioniakun. Suuremmat akut, kuten kannettavat tietokoneet, sisältävät yleensä 6-12 litium-ioni-solua. Sähköautojen ja lentokoneiden paristoissa voi olla satoja soluja.

Mikä tekee litiumioniakun räjähtää?

Itse asia, joka tekee litiumioniakkuista niin hyödyllisen, on myös se, että se antaa niille mahdollisuuden sytyttää tai räjähtää. Litium on todella hyvä säilyttää energia. Kun se vapautuu huimasti, se valvoo puhelinta koko päivän. Kun se vapautuu kaikki kerralla, akku voi räjähtää.

Tämä Japan Airlines Boeing 787: n litiumioniakku syttyi tulipaloon vuonna 2013.

Useimmat litium-ioni-akut palavat ja räjähdykset joutuvat oikosulun ongelmaan. Tämä tapahtuu, kun muovinen erotin epäonnistuu ja antaa anodin ja katodin koskettamalla. Ja kun nämä kaksi tulevat yhteen, akku alkaa ylikuumentua.

Eriytin voi epäonnistua useista syistä:

• Huono suunnittelu tai valmistusvirhe: Akku on huonosti suunniteltu, kuten Galaxy Note 7: n tapauksessa. Tässä tapauksessa akun elektrodien ja erottimen ei ollut riittävästi tilaa. Joissakin malleissa, kun akku laajeni hieman, kun se ladattiin, elektrodit taipuivat ja aiheuttivat oikosulun. Jopa hyvin suunniteltu akku voi epäonnistua, jos laadunvalvontaa ei pidetä riittävän tiukasti tai valmistuksessa on vikaa.
• Ulkoiset tekijät: Äärimmäinen lämpö on lähes taattu aiheuttamaan epäonnistumisen. Paristot, jotka jäävät liian lähelle lämmönlähdettä - tai jotka ovat tulipalossa kiinni - on tiedossa räjähtäväksi. Muut ulkoiset tekijät voivat aiheuttaa litiumioniakun vikaantumisen. Jos pudotat puhelimesi liian kovaa (tai liian monta kertaa), on mahdollista, että vahingoitat erottimia ja aiheuttaisitte elektrodeja koskettamaan. Jos lävistät akun (joko vahingossa tai tahallaan), niin melkein varmasti aiheuttaa oikosulun.

• Laturin ongelmat: Huonosti tehty tai huonosti eristetty laturi voi myös vahingoittaa litiumioniakkua. Jos laturi lyhentää tai tuottaa lämpöä akun lähellä, se voi vaurioittaa vaurioita. Siksi suosittelemme käyttämään vain virallisia latureita (tai ainakin korkealaatuisia kolmannen osapuolen suosituista tuotemerkeistä). Litium-ioniakkuilla on sisäänrakennettu suojaus estääksesi niiden lataamisen. Vaikka hyvin harvoin, jos nämä turvaohjeet epäonnistuvat, ylilataus on hyvä tapa ylikuumenta akku.
• Lämpöolot ja useat solut: Vaikka se ei ole merkityksellinen useimmissa älypuhelimissa (esimerkiksi iPhone X: ssä on kaksi solua), vain yhden akkukennon täytyy epäonnistua koko akun ollessa menossa. Kun yksi solu ylikuuhtuu, saat dominoefektiä, jota kutsutaan "lämpöä kiertäviksi". Sellaisten solujen kaltaisten akkujen, kuten Teslan mallin S-terminaaliin, voi olla todella suuri ongelma.

Vaikka tutkitaan, miksi akku ei toisinaan epäonnistu maalit pelottavaa kuvaa, litiumioniakut ovat turvallinen ja kypsä tekniikka. Se, että se on aina uutinen, kun akku räjähtää yllättäen, osoittaa kuinka harvinaisia ​​tapahtumia nämä suuret epäonnistumiset ovat. Akunvalmistajat asettavat paljon turvalaitteita paikallaan, jotta paristot eivät pääse tai ainakin lievennä vahinkoa, jonka vika voi aiheuttaa.

Kuvahaku: wk1003mike / Shutterstock.com.