Бомбические аккумуляторы: почему взрываются и как этого избежать?



3043090

В июле 2007 года в Китае аппарат неизвестной марки взорвался в нагрудном кармане своего владельца и убил его. Да и сейчас, время от времени, в новостях проскакивают сведения: где-то загорелся или задымил очередной смартфон, или взорвалась батарея гироскутера. По каким причинам это происходит? Как избежать возгорания и что делать, если такая неприятность всё-таки случилась?

Как устроен аккумулятор?

Современная аккумуляторная батарея (АКБ) состоит из множества слоёв электрических проводников, спрессованных в «бутерброд». В каждом слое есть катод и анод. Катод — с положительно заряженными ионами, анод — с отрицательно заряженными.

Бомбические аккумуляторы: почему взрываются и как этого избеСхема разряда Li-Ion аккумулятора

Когда аккумулятор заряжается, ионы лития переходят к аноду, а когда разряжается, они возвращаются обратно. Чтобы катоды и аноды, относящиеся к разным слоям «бутерброда», не вступили в реакцию, между ними имеется тонкий диэлектрик, толщиной около 20 микрометров (материал, не проводящий электрический ток). Если в любом из слоёв диэлектрик разрушить, начнётся цепная реакция — ионы пробегут короткой дорожкой, произойдёт замыкание, АКБ начнёт разогреваться и, в случае аккумуляторов Li-Ion, выделять из электролита горючий газ. Рано или поздно газ и высокая температура повредят корпус-оболочку батареи, и в реакцию вступит кислород, что привёдет к открытому возгоранию. А при худшем развитии ситуации — даже к быстрому горению, когда струя пламени похожа на взрыв.

Бомбические аккумуляторы: почему взрываются и как этого избеВздувшаяся батарея MacBook Pro

Где используются литиевые аккумуляторы?

К счастью или нет, они используются повсеместно. Благодаря тому, что этот тип аккумуляторов почти не имеет эффекта памяти и саморазряда, их можно встретить повсеместно. Аккумуляторы Li-Ion более энергоёмкие, но больше склонны к возгоранию. Они используются в электротранспорте и фонариках. В аккумуляторах Li-Pol электролит твёрдый или гелевый. Такие АКБ широко используются в смартфонах, ноутбуках и радиоуправляемых моделях. Они легче, более надёжны, но дороже в производстве и имеют меньший срок жизни. В случае с литий-полимерными батареями причиной возгорарания становятся ошибки при проектировании и нарушения технологии производства.

Почему же батареи возгораются?

Толщина диэлектрика современной АКБ в несколько раз тоньше обычного листа бумаги. Нарушить целостность столь тонкой прослойки крайне легко, и есть несколько способов это сделать.

Физический с прямым воздействием — аккумулятор достаточносогнуть или неудачно уронить. Естественно, ни один нормальный человек не станет умышленно портить гаджет. Но смартфоны могут сгибаться сами — например, если их положить в задний карман джинсов и неудачно сесть.

Бомбические аккумуляторы: почему взрываются и как этого избеРезультат теста давлением Samsung Galaxy Note7, проведённого сингапурской лабораторией Applied Energy Hub

Физический, но без участия человека — современные аккумуляторы зависимы от температуры. Они не любят ни жару, ни холод. Точнее, нормально работают в диапазоне от -20 до 60 °С, а заряжаются при 0-45 °С. На холоде они просто теряют заряд. А при значительном повышении температуры в аккумуляторах Li-Ion литий превращается в кристалл-дендриты (выглядят как игольчатое дерево), способные прорвать разделительный слой диэлектрика.

Бомбические аккумуляторы: почему взрываются и как этого избеФормирование дендритов в Li-Ion аккумуляторах

Производственный — в процессе сборки батареи внутри может оказаться металлическая соринка. При небольшом давлении на аккумулятор она прорвёт один из слоев, активируя реакцию возгорания.

005_836Вследствие некачественной пайки, заусенцы могут прорвать сепаратор в Li-Pol аккумуляторах и послужить причиной замыкания

От способа эксплуатации аккумулятора тоже зависит многое. Его нельзя заряжать под прямым солнечным светом. Или в условиях, когда невозможен нормальный теплоотвод (например, под подушкой). Или с дефектным зарядным устройством.

Есть ли альтернатива литий-ионам?

Были попытки сделать источники тока на водороде из воды, но они не получили распространения. Есть даже новый тип аккумуляторов, в которых решена проблема дендритов, но и в их основе тоже лежит литий-ион.

Между тем, несмотря на уменьшение техпроцессов, гаджеты становятся всё требовательнее к ёмкости АКБ, а физическое уменьшение толщины вынуждает разработчиков делать начинку батареи более плотной. Поэтому в ближайшее время нас, скорее всего, ничего принципиально нового не ждёт.

Что нужно делать, чтобы смартфон не взорвался?А если всё же рвануло?

Сразу же отбросьте его подальше от себя! Только постарайтесь бросить в такое место, где нет горючих веществ. Не пытайтесь его тушить — аккумулятор горит и при крайне высоких температурах, а его пламя способно прожечь металл. Можно, конечно, засыпать песком, но всегда ли вы носите пару горстей у себя в кармане? Водой тушить не только бесполезно, но и опасно — она мгновенно превратится в пар, и обожжёт руки.



УНИКАЛЬНЫЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

rolex daytona

ROLEX DAYTONA

Бельгийский механизм с автоподзаводом. Абсолютное соответствие оригиналу, вплоть до серийного номера и уникальной резьбы на задней крышке...

2 990 ₽

Breitling Navitimer

ROLEX DAYTONA

Излюбленные часы пилотов и горячих поклонников авиации, оснащенные мануфактурным механизмом Breitling Caliber 01 и вращающийся...

1 990 ₽

Men's Watches

витрина мужских часов

Ликвидация коллекции мужских часов. Скидки на весь ассортимент 70%! БРЕНДЫ: AMST, WINNER, HUBLOT, COOT, U-BOAT, HPOWL. Оплата при получении...

2 990 ₽

Porsche Design

часы Porsche Design

Часы Porsche Design на сегодняшний день являются показателем успеха современного мужчины! Всемирно известный бренд с непревзойденным....

3 990 ₽


Добавлено: 10-05-2018, 22:05
0
0

Похожие публикации


Наверх