Por que e como fazer explodir as baterias de lítio-íon

Provavelmente todo mundo se lembra sobre a história sensacional com a auto-ignição e até explosão de baterias na nota 7 telefones da Samsung. Então, este não é apenas um problema especificamente com este modelo de telefone específico e é mais ou menos verdade de todas as baterias de lítio-íon.

Afinal, na internet aqui e lá você pode encontrar um filme como giroskuter, elektrosamokat ou telefone sobre a cobrança de repente inchado e explodiu em chamas.

Neste artigo eu quero te dizer por que isso está acontecendo eo que fazer para minimizar os riscos de combustão espontânea é o seu gadget com este tipo de bateria.

Qual é o problema

Assim, a fim de compreender a causa do incêndio, vamos dizer algumas palavras sobre a estrutura de tais baterias.

As baterias de lítio são feitas de um par de ânodo e cátodo, os quais são separados por um separador de polímero poroso. Na maioria dos casos, o material do cátodo activo é uma transição de óxidos de metal com embutida na estrutura cristalina de iões de lítio. Uma utilização tal como grafite ânodo.

O electrólito na bateria é geralmente feito de soluções de sais de lítio. Assim, na carga inicial na fábrica no processo de integração sobre os eléctrodos de ânodo em lítio (em substancialmente de iões condutor de camada de protecção é formado no ânodo) (SEI), formado a partir de decomposto eletrólito. barreira formada protege eléctrodos de reacções prejudiciais com o electrólito.

Na maioria dos casos, a causa da auto-ignição da bateria é de um curto-circuito banal na própria célula. A razão para a formação de contacto eléctrico entre os eléctrodos pode ser:

1. elemento de danos mecânicos. Digamos que você deixe cair o telefone ou a bateria no chão, e, assim, danificar a estrutura interna da bateria.
2. casamento fábrica. Mesmo em uma idade de produção robótico ninguém está imune a partir do banal a defeitos de fabrico, tais como insuficiente exactamente eléctrodos foram cortadas ou porção de metal obtido entre o cátodo e o ânodo, o que resulta em danos separador.
3. Germinação de lítio metálico (dendrites). Este fenômeno ocorre na descarga muito rápida ou o carregamento, quando íons de lítio simplesmente não têm tempo para ser integrado em cristal ânodo e trazendo-o (o ânodo) processo de crescimento de cristais ter início, o que conduz a danos separador.

Portanto, uma das razões acima ter causado um curto-circuito. Vamos ver o que acontece em seguida.

desenvolvimento de combustão espontânea

Curto-circuito ocorreu no elemento, esta bateria verdade começa quando o processo de aquecimento e temperatura atinge 70-90gradusov Celsius, barreira condutor de iões, começa a deteriorar-se ânodo.

Depois disso, o lítio, integrado no ânodo, a reacção inicia-se com o electrólito, como um resultado deste processo, a libertação de gases voláteis, etano, metano, etileno, etc ...

Assim, há uma mistura explosiva, mas não é um ingrediente principal para o fogo - oxigénio.

Tudo isto é iniciado cocktail químicos para ferver em um recinto fechado selado, bem como uma reacção exotérmica, que inevitavelmente leva a um aumento na temperatura e pressão.

Ao atingir 180-200 graus Celsius material do cátodo incluído na reacção e a evolução de oxigénio resultante ocorre. Aqui, neste exato momento, e há um "puff" e um aumento abrupto da temperatura. Paralela a esta, a decomposição do electrólito continua (300 graus Celsius), o qual também gera calor.

E a etapa final do presente processo com os resíduos electrolíticos reage de grafite, o que ainda mais Ele aumenta a temperatura para cerca de 600 graus centígrados, resultando na fusão de alumínio susceptor.

Como proteger baterias

Naturalmente, os fabricantes estão cientes do problema e ter fornecido vários graus de proteção contra uma possível auto-ignição e princípio então trabalhando, a bateria mais potente, maior o grau de proteção nele.

Um dos graus de protecção é um separador, o que a temperatura é aumentada em um ponto torna-se impermeável e, portanto, impede que as dendrites crescem na secção da bateria. Mas se o processo está se desenvolvendo rapidamente, o separador é derretido banal.

Além disso as baterias são fabricados com válvulas e fusíveis integrados. Assim, quando a pressão é aumentada e os eléctrodos de temperatura são simplesmente desligado da rede, e passar os gases de válvula formada. É claro que, neste caso, em contato com queimaduras de gás oxigênio.

Adicionalmente baterias de iões de lítio estão equipados com controladores, sensores, e assim equilibradores de carga. D.

Como você provavelmente já percebeu que o elemento mais perigoso na construção de uma bateria de lítio-ion é o eletrólito, que é apenas quebrada nestes gases bem queimando e explodindo. Até à data, toda a equipe de cientistas estão activamente à procura de uma alternativa viável, mas até agora que não está presente.

Como o artigo, em seguida, com você como. Obrigado pela sua atenção!