Mengapa dan bagaimana untuk meledakkan baterai lithium-ion

Mungkin semua orang ingat tentang kisah sensasional dengan diri pengapian dan bahkan ledakan baterai dalam Catatan 7 ponsel dari Samsung. Jadi, ini bukan hanya masalah secara khusus dengan model telepon khusus ini dan itu lebih atau kurang benar dari semua baterai lithium-ion.

Setelah semua, di Internet di sini dan di sana Anda dapat menemukan film seperti giroskuter, elektrosamokat atau telepon pada pengisian tiba-tiba kembung dan terbakar.

Pada artikel ini saya ingin memberitahu Anda mengapa hal ini terjadi dan apa yang harus dilakukan untuk meminimalkan risiko pembakaran spontan adalah Anda gadget dengan jenis baterai ini.

Apa masalahnya

Jadi, untuk memahami penyebab kebakaran, katakanlah beberapa kata tentang struktur baterai tersebut.

baterai Li-ion terbuat dari sepasang anoda dan katoda, yang dipisahkan oleh separator polimer berpori. Dalam kebanyakan kasus, bahan katoda aktif transisi oksida logam dengan tertanam dalam struktur kristal ion lithium. Sebuah digunakan sebagai anoda grafit.

Elektrolit dalam baterai umumnya terbuat dari solusi dari garam lithium. Jadi pada pengisian awal di pabrik dalam proses integrasi pada elektroda di lithium anoda (di substansial ion-melakukan lapisan pelindung terbentuk pada anoda) (SEI), dibentuk dari membusuk elektrolit. penghalang terbentuk melindungi elektroda dari reaksi berbahaya dengan elektrolit.

Dalam kebanyakan kasus, penyebab dari diri pengapian baterai adalah sirkuit pendek dangkal dalam sel itu sendiri. Alasan untuk membentuk kontak listrik antara elektroda dapat:

1. Elemen kerusakan mekanis. Katakanlah Anda drop ponsel atau baterai di lantai, dan dengan demikian merusak struktur internal baterai.
2. Pabrik pernikahan. Bahkan di usia produksi robot tidak ada yang kebal dari dangkal untuk cacat manufaktur, seperti mencukupi persis elektroda yang dipotong atau bagian logam mendapat antara katoda dan anoda, yang mengakibatkan kerusakan pemisah.
3. Perkecambahan lithium metal (dendrit). Fenomena ini terjadi pada pemakaian yang terlalu cepat atau pengisian, ketika ion lithium hanya tidak punya waktu untuk diintegrasikan ke dalam anoda kristal dan membawanya (anoda) proses pertumbuhan kristal dimulai, yang mengarah ke kerusakan pemisah.

Jadi salah satu alasan di atas telah menyebabkan arus pendek. Mari kita lihat apa yang terjadi selanjutnya.

pengembangan pembakaran spontan

hubungan pendek terjadi di elemen, baterai fakta ini dimulai ketika proses pemanasan dan mencapai suhu 70-90gradusov Celcius, penghalang ion-melakukan mulai memburuk anoda.

Setelah itu, lithium, terintegrasi dalam anoda, reaksi dimulai dengan elektrolit, sebagai hasil dari proses ini, pelepasan gas yang mudah menguap, etana, metana, etilena, dll ...

Jadi, ada campuran eksplosif, tapi ada bahan utama untuk api - oksigen.

Semua koktail bahan kimia ini mulai mendidih dalam kandang tertutup disegel, serta reaksi eksotermik, itu pasti mengarah untuk meningkatkan suhu dan tekanan.

Setelah mencapai 180-200 derajat Celcius bahan katoda termasuk dalam reaksi dan evolusi oksigen yang dihasilkan terjadi. Berikut pada saat ini, dan ada "meniup" dan peningkatan mendadak dalam suhu. Sejajar dengan ini, dekomposisi elektrolit terus (300 derajat Celsius), yang juga menghasilkan panas.

Dan langkah terakhir dari proses ini dengan residu elektrolit bereaksi grafit, yang selanjutnya Ini menimbulkan suhu sekitar 600 derajat celcius, sehingga leleh aluminium susceptor.

Bagaimana melindungi baterai

Tentu saja, produsen menyadari masalah ini dan telah memberikan beberapa derajat perlindungan terhadap kemungkinan diri pengapian dan prinsip kemudian bekerja, baterai lebih kuat, semakin besar tingkat proteksi di dalamnya.

Salah satu derajat perlindungan adalah pemisah, yang suhu dinaikkan pada suatu titik menjadi kedap air dan dengan demikian mencegah dendrit tumbuh di bagian baterai. Tetapi jika proses ini berkembang pesat, pemisah dilebur dangkal.

Selain baterai yang diproduksi dengan katup terintegrasi dan sekering. Jadi, ketika tekanan meningkat dan elektroda suhu hanya terputus dari jaringan, dan pergi melalui gas katup terbentuk. Tentu saja, dalam hal ini berhubungan dengan luka bakar gas oksigen.

Selain itu baterai lithium-ion dilengkapi dengan kontroler, sensor, dan biaya balancers. D.

Seperti yang Anda mungkin sudah menyadari unsur berbahaya yang paling dalam pembangunan baterai lithium-ion adalah elektrolit, yang hanya dipecah menjadi ini dengan baik terbakar dan meledak gas. Sampai saat ini, seluruh tim ilmuwan secara aktif mencari alternatif, tapi sejauh yang tidak hadir.

Seperti artikel, maka dengan Anda seperti. Terima kasih atas perhatian Anda!