Míg a lítium-ion akkumulátorok összességében hihetetlenül biztonságosak, nagyon időnként meggyulladnak vagy felrobbannak. Amikor ez megtörténik, például a Samsung Galaxy Note 7 fiaskójával vagy a HP-vel újabb laptop visszahívás , ez mindig nagy hír. Tehát mi történik, és miért mennek ki néha durranással az elemek? Találjuk ki.
ÖSSZEFÜGGŐ: A HP visszahív néhány laptopmodellt az akkumulátor enyhe megolvadása miatt
Az újratölthető lítium-ion akkumulátorok - az a fajta akkumulátor, amely a laptopban, telefonban, táblagépben és nagyjából minden más modern eszközben található, valamint elektromos autók és repülőgépek - felelősek a hordozható eszközök forradalmáért. Lítium-ion akkumulátorok nélkül nem tudnám megírni ezt a cikket egy kávézóban ülve; ehelyett egész idő alatt áramforráshoz kellene csatlakoztatnom.
Mi van a lítium-ion akkumulátor belsejében?
Ahhoz, hogy megértse, miért néha hibásodnak meg a lítium-ion akkumulátorok, tudnia kell, mi folyik a motorháztető alatt. Minden lítium-ion akkumulátor belsejében két elektróda van - a pozitív töltésű katód és a negatív töltésű anód -, amelyeket egy vékony, „mikroperforált” műanyag lap választ el, amely megakadályozza a két elektróda érintését. Ha lítium-ion akkumulátort tölt fel, a lítiumionokat a katód, a szeparátor mikroperferációján és egy elektromosan vezető folyadékon át áramoltatja az anód. Amikor az akkumulátor lemerül, az ellenkezője történik az anódtól a katód felé áramló lítiumionokkal. Ez a reakció táplálja a laptopot.
A kisméretű akkumulátorok, mint például az okostelefonok, általában csak egyetlen lítium-ion cellával rendelkeznek. A nagyobb akkumulátorok, mint a laptopoké, általában 6 és 12 közötti lítium-ion cellát tartalmaznak. Az elektromos autók és repülőgépek akkumulátorai több száz cellával rendelkezhetnek.
Mi robbant fel egy lítium-ion akkumulátort?
Éppen ez teszi a lítium-ion akkumulátorokat olyan hasznossá, ami egyúttal képességet ad nekik a lángra gyulladásra vagy a robbanásra. A lítium valóban kiválóan tárolja az energiát. Amikor csepegésként engedik ki, egész nap áramellátást nyújt a telefonján. Ha egy mozdulattal elengedik, az akkumulátor felrobbanhat.
A legtöbb lítium-ion akkumulátor tüzének és robbanásának oka a rövidzárlat. Ez akkor történik, amikor a műanyag elválasztó meghibásodik, és lehetővé teszi az anód és a katód érintkezését. És ha ez a kettő összeáll, az akkumulátor túlmelegedni kezd.
Számos oka lehet annak, hogy az elválasztó meghibásodhat:
- Rossz tervezési vagy gyártási hibák: Az akkumulátor rosszul van kialakítva, mint a Galaxy Note 7 esetében . Ebben az esetben nem volt elegendő hely az elektródák és az elválasztó számára az akkumulátorban. Egyes modellekben, amikor az akkumulátor töltés közben kissé kibővült, az elektródák meghajlottak és rövidzárlatot okoztak. Még egy jól megtervezett akkumulátor is meghibásodhat, ha a minőség-ellenőrzést nem tartják elég szorosan, vagy valamilyen hiba van a gyártásban.
- Külső tényezők: A rendkívüli hő szinte garantáltan meghibásodást okoz. A hőforráshoz túl közel hagyott - vagy tűzbe kerülő - elemek felrobbannak. Egyéb külső tényezők miatt a lítium-ion akkumulátor is meghibásodhat. Ha túl erősen (vagy túl sokszor) leejti a telefonját, akkor valószínű, hogy megsérti az elválasztót, és az elektródák összeérnek. Ha átszúrja az akkumulátort (akár véletlenül, akár szándékosan), akkor szinte biztosan rövidzárlatot okoz.
ÖSSZEFÜGGŐ: Mi a teendő, ha a telefon vagy a laptop duzzadt akkumulátorral rendelkezik?
- Töltőproblémák: A rosszul gyártott vagy rosszul szigetelt töltő károsíthatja a lítium-ion akkumulátort is. Ha a töltő rövidre fordul vagy hőt termel az akkumulátor közelében, akkor elég kárt okozhat a meghibásodáshoz. Ezért javasoljuk csak hivatalos töltőket használ (vagy legalábbis kiváló minőségű, elismert márkákból származó harmadik felek). A lítium-ion akkumulátorok beépített védelemmel rendelkeznek a túlterhelés megakadályozására. Bár nagyon ritkán fordul elő, ha ezek a biztonsági óvintézkedések kudarcot vallanak, a túltöltés jó módszer az akkumulátor túlmelegedésére.
- Termikus elszabadulás és több sejt: Noha nem releváns az egycellás akkumulátorok esetében, mint például a legtöbb okostelefonban (az iPhone X valójában két cellával rendelkezik), csak egy akkumulátorcellának kell meghibásodnia az egész akkumulátor üzemidejéhez. Amint az egyik sejt túlmelegszik, a „termikus elszabadulás” nevű dominóhatást kapja. A több száz cellás akkumulátorok esetében - hasonlóan a Tesla Model S-hez - a termikus elszabadulás valóban nagy problémát jelenthet.
Annak ellenére, hogy annak vizsgálata, hogy az akkumulátor néha miért nem működik, ijesztő képet fest, a lítium-ion akkumulátorok biztonságos és kiforrott technológia. Az a tény, hogy mindig hír, amikor egy elem váratlanul felrobban, megmutatja, hogy milyen ritka események ezek a nagy hibák. Az akkumulátorgyártók sok biztosítékot helyeznek el az akkumulátorok meghibásodásának megakadályozása érdekében, vagy legalább enyhítik a meghibásodás okozta károkat.
Fotó jóváírás: wk1003mike /Shutterstock.com.
