Γιατί να εκραγούν οι μπαταρίες ιόντων λιθίου;
Ενώ οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι, γενικά, εξαιρετικά ασφαλείς, κάνουν πολύ συχνά περιστασιακά φωτιά ή εκρήγνυνται. Όταν συμβαίνει, όπως συμβαίνει με το fiasco του Samsung Galaxy Note 7 ή την πιο πρόσφατη ανάκληση του φορητού υπολογιστή της HP, είναι πάντα μεγάλα νέα. Τι συμβαίνει και γιατί οι μπαταρίες βγαίνουν μερικές φορές με ένα κτύπημα; Ας ανακαλύψουμε.
Επαναφορτιζόμενες μπαταρίες ιόντων λιθίου - το είδος της μπαταρίας που είναι μέσα στο φορητό υπολογιστή, το τηλέφωνο, το tablet και σχεδόν κάθε άλλο μοντέρνο gadget που έχετε στην κατοχή σας, καθώς και τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα και τα αεροπλάνα, είναι υπεύθυνα για την επανάσταση της φορητής συσκευής. Χωρίς μπαταρίες ιόντων λιθίου, δεν θα ήμουν σε θέση να γράψω αυτό το άρθρο που κάθεται σε καφετέρια. Αντίθετα, θα έπρεπε να συνδεθώ σε μια πηγή ενέργειας όλη την ώρα.
Τι υπάρχει μέσα σε μια μπαταρία ιόντων λιθίου?
Για να καταλάβετε γιατί μερικές φορές οι μπαταρίες ιόντων λιθίου αποτυγχάνουν, πρέπει να ξέρετε τι συμβαίνει κάτω από την κουκούλα. Μέσα σε κάθε μπαταρία ιόντων λιθίου, υπάρχουν δύο ηλεκτρόδια - η θετικά φορτισμένη κάθοδος και η αρνητικά φορτισμένη άνοδος διαχωρίζονται από ένα λεπτό φύλλο πλαστικού "μικροδιαπερατό" που κρατά τα δύο ηλεκτρόδια να αγγίζουν. Όταν φορτίζετε μια μπαταρία ιόντων λιθίου, τα ιόντα λιθίου ωθούνται από ηλεκτρισμό από την κάθοδο, μέσω των μικροδιαπερατών στο διαχωριστή και σε ένα ηλεκτρικά αγώγιμο υγρό, και στην άνοδο. Όταν η μπαταρία αποφορτιστεί, το αντίστροφο συμβαίνει με τα ιόντα λιθίου που ρέουν από την άνοδο προς την κάθοδο. Αυτή είναι η αντίδραση που εξουσιάζει το φορητό σας υπολογιστή.
Οι μικρές μπαταρίες, όπως αυτές που υπάρχουν στα smartphones, διαθέτουν συνήθως μόνο ένα κύτταρο ιόντων λιθίου. Οι μεγαλύτερες μπαταρίες, όπως αυτές των φορητών υπολογιστών, έχουν συνήθως μεταξύ 6 και 12 κυψελών ιόντων λιθίου. Οι μπαταρίες σε ηλεκτρικά αυτοκίνητα και αεροπλάνα μπορούν να έχουν εκατοντάδες κύτταρα.
Τι προκαλεί την έκρηξη μπαταρίας ιόντων λιθίου?
Το ίδιο πράγμα που κάνει τις μπαταρίες ιόντων λιθίου τόσο χρήσιμες είναι αυτό που τους δίνει επίσης την ικανότητα να πιάσουν φωτιά ή να εκραγούν. Το λίθιο είναι πολύ καλό για την αποθήκευση ενέργειας. Όταν απελευθερώνεται ως τσίμπημα, τροφοδοτεί το τηλέφωνό σας όλη την ημέρα. Όταν κυκλοφορήσει όλα αυτά με μία κίνηση, η μπαταρία μπορεί να εκραγεί.
Αυτή η μπαταρία ιόντων λιθίου από ένα αεροσκάφος Boeing 787 της Ιαπωνίας έπληξε το 2013. Οι περισσότερες πυρκαγιές και εκρήξεις μπαταριών ιόντων λιθίου καταλήγουν σε πρόβλημα βραχυκυκλώματος. Αυτό συμβαίνει όταν αποτυγχάνει ο πλαστικός διαχωριστής και αφήνει την άνοδο και την άνοδο της καθόδου. Και όταν αυτά τα δύο συναντήσουν, η μπαταρία αρχίζει να υπερθερμαίνεται.
Υπάρχουν διάφοροι λόγοι για τους οποίους ο διαχωριστής μπορεί να αποτύχει:
- Κακά ελαττώματα σχεδίασης ή κατασκευής: Η μπαταρία είναι κακώς σχεδιασμένη, όπως με τη Σημείωση 7 του Γαλαξία. Στην περίπτωση αυτή, δεν υπήρχε αρκετός χώρος για τα ηλεκτρόδια και τον διαχωριστή της μπαταρίας. Σε ορισμένα μοντέλα, όταν η μπαταρία επεκτάθηκε λίγο καθώς φορτίζεται, τα ηλεκτρόδια κάμπτηκαν και προκάλεσαν βραχυκύκλωμα. Ακόμα και μια καλά σχεδιασμένη μπαταρία μπορεί να αποτύχει εάν ο ποιοτικός έλεγχος δεν κρατηθεί αρκετά σφιχτά ή υπάρχει κάποιο ελάττωμα στην κατασκευή.
- Εξωτερικοί παράγοντες: Ακραία θερμότητα είναι σχεδόν εγγυημένη για να προκαλέσει μια αποτυχία. Οι μπαταρίες που παραμένουν πολύ κοντά σε μια πηγή θερμότητας - ή έχουν πιαστεί σε μια φωτιά - είναι γνωστό ότι εκρήγνυνται. Ένας άλλος εξωτερικός παράγοντας μπορεί να προκαλέσει την αποτυχία της μπαταρίας ιόντων λιθίου. Εάν αφήσετε το τηλέφωνό σας πάρα πολύ σκληρά (ή πάρα πολλές φορές), υπάρχει πιθανότητα να καταστρέψετε τον διαχωριστή και να προκαλέσετε την επαφή των ηλεκτροδίων. Εάν τρυπάτε την μπαταρία (είτε τυχαία είτε εκ προθέσεως), τότε σχεδόν σίγουρα θα προκαλέσετε βραχυκύκλωμα.
- Προβλήματα φορτιστή: Ένας κακά φτιαγμένος ή κακώς μονωμένος φορτιστής μπορεί επίσης να βλάψει μια μπαταρία ιόντων λιθίου. Αν ο βραχίονας φορτιστή ή παράγει θερμότητα κοντά στην μπαταρία, μπορεί να προκαλέσει αρκετή ζημιά για να προκαλέσει βλάβη. Γι 'αυτό συνιστούμε να χρησιμοποιείτε μόνο επίσημους φορτιστές (ή, τουλάχιστον, υψηλής ποιότητας τρίτους από αναγνωρισμένες μάρκες). Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν ενσωματωμένες προστασίες για να τους σταματήσουν να υπερφορτώνουν. Ενώ είναι πολύ σπάνιο, αν αυτές οι προφυλάξεις ασφαλείας αποτύχουν, η υπερφόρτιση είναι ένας καλός τρόπος για να υπερθερμανθεί μια μπαταρία.
- Θερμική διαρροή και πολλαπλά κύτταρα: Παρόλο που δεν σχετίζονται με μπαταρίες μεμονωμένων κυψελών, όπως αυτές που υπάρχουν στα περισσότερα smartphones (το iPhone X έχει δύο κελιά), μόνο μία μπαταρία πρέπει να αποτύχει σε ολόκληρη την μπαταρία. Μόλις ένα κύτταρο υπερθερμανθεί, αποκτάτε φαινόμενο ντόμινο που ονομάζεται "θερμική διαφυγή". Για μπαταρίες με εκατοντάδες κελιά - όπως αυτές του θερμικού διαφυγής Tesla Model S - έχει τη δυνατότητα να είναι ένα πραγματικά μεγάλο πρόβλημα.
Παρόλο που εξετάζουμε γιατί η μπαταρία αποτυγχάνει μερικές φορές να ζωγραφίζει μια τρομακτική εικόνα, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι μια ασφαλής και ώριμη τεχνολογία. Το γεγονός ότι είναι πάντα νέα όταν μια μπαταρία εκρήγνυται απροσδόκητα δείχνει πόσο σπάνιο είναι ένα γεγονός εκείνες οι μεγάλες αποτυχίες. Οι κατασκευαστές μπαταριών θέτουν πολλές εγγυήσεις για να αποτρέψουν την αποτυχία των μπαταριών ή τουλάχιστον να μετριάσουν τη ζημιά που μπορεί να προκαλέσει μια βλάβη.
Φωτογραφική πίστωση: wk1003mike / Shutterstock.com.
