Hoewel lithium-ionbatterijen over het algemeen ongelooflijk veilig zijn, kunnen ze heel af en toe vlam vatten of exploderen. Als het gebeurt, zoals bij Samsung's Galaxy Note 7-fiasco of HP's recentere laptop terugroepactie , het is altijd groot nieuws. Dus wat is er aan de hand en waarom gaan batterijen soms met een knal uit? Laten we het uitzoeken.
VERWANT: HP herinnert zich enkele laptopmodellen vanwege het lichte smelten van de batterij
Oplaadbare lithium-ionbatterijen - het soort batterij dat in uw laptop, telefoon, tablet en vrijwel elke andere moderne gadget die u bezit, evenals elektrische auto's en vliegtuigen - zijn verantwoordelijk voor de revolutie in draagbare apparaten. Zonder lithium-ionbatterijen zou ik dit artikel niet kunnen schrijven als ik in een coffeeshop zit; in plaats daarvan zou ik de hele tijd op een stroombron moeten zijn aangesloten.
Wat zit er in een lithium-ionbatterij?
Om te begrijpen waarom lithium-ionbatterijen soms het begeven, moet u weten wat er onder de motorkap gebeurt. Binnenin elke lithium-ionbatterij bevinden zich twee elektroden - de positief geladen kathode en de negatief geladen anode - gescheiden door een dun laagje "microgeperforeerd" plastic dat ervoor zorgt dat de twee elektroden elkaar niet raken. Wanneer u een lithium-ionbatterij oplaadt, worden lithiumionen door elektriciteit van de kathode, door de microperferaties in de scheider en een elektrisch geleidende vloeistof naar de anode geduwd. Wanneer de batterij ontlaadt, gebeurt het omgekeerde met de lithiumionen die van de anode naar de kathode stromen. Dit is de reactie die uw laptop van stroom voorziet.
Kleine batterijen, zoals die in smartphones, hebben meestal maar één lithium-ioncel. Grotere batterijen, zoals die in laptops, hebben normaal gesproken tussen de 6 en 12 lithium-ioncellen. De batterijen in elektrische auto's en vliegtuigen kunnen honderden cellen bevatten.
Wat doet een lithium-ionbatterij exploderen?
Het ding dat lithium-ionbatterijen zo nuttig maakt, is wat ze ook het vermogen geeft om in brand te vliegen of te ontploffen. Lithium is echt geweldig in het opslaan van energie. Wanneer het in een straaltje wordt vrijgegeven, wordt uw telefoon de hele dag van stroom voorzien. Als hij in één keer wordt losgelaten, kan de batterij ontploffen.
De meeste branden en explosies van lithium-ionbatterijen worden veroorzaakt door kortsluiting. Dit gebeurt wanneer de plastic scheider defect raakt en de anode en kathode elkaar raken. En zodra die twee bij elkaar komen, begint de batterij oververhit te raken.
Er zijn een aantal redenen waarom het scheidingsteken kan mislukken:
- Slecht ontwerp of fabricagefouten: De batterij is slecht ontworpen, net als bij de Galaxy Note 7 . In dat geval was er niet genoeg ruimte voor de elektroden en de scheider in de batterij. In sommige modellen, wanneer de batterij een beetje uitzet tijdens het opladen, buigen de elektroden en veroorzaakten kortsluiting. Zelfs een goed ontworpen batterij kan het begeven als de kwaliteitscontrole niet strak genoeg wordt gehouden of als er een fabricagefout is.
- Externe factoren: Extreme hitte veroorzaakt vrijwel gegarandeerd een storing. Het is bekend dat batterijen die te dicht bij een warmtebron zijn achtergelaten - of in brand zijn geraakt - ontploffen. Andere externe factoren kunnen ervoor zorgen dat een lithium-ionbatterij ook defect raakt. Als u uw telefoon te hard (of te vaak) laat vallen, bestaat de kans dat u de separator beschadigt en ervoor zorgt dat de elektroden elkaar raken. Als u de batterij doorboort (per ongeluk of opzettelijk), veroorzaakt u vrijwel zeker kortsluiting.
VERWANT: Wat te doen als uw telefoon of laptop een opgezwollen batterij heeft
- Opladerproblemen: Een slecht gemaakte of slecht geïsoleerde oplader kan ook een lithium-ionbatterij beschadigen. Als de oplader kortsluiting veroorzaakt of warmte genereert in de buurt van de batterij, kan deze voldoende schade aanrichten om een storing te veroorzaken. Daarom raden we aan alleen officiële laders gebruiken (of op zijn minst kwalitatief hoogwaardige derde partijen van gerenommeerde merken). Lithium-ionbatterijen hebben ingebouwde beveiligingen om overladen te voorkomen. Hoewel het zeer zeldzaam is, is overladen een goede manier om een batterij te oververhitten als deze veiligheidsmaatregelen niet werken.
- Thermal Runaway en meerdere cellen: Hoewel het niet relevant is voor eencellige batterijen zoals die in de meeste smartphones (de iPhone X heeft eigenlijk twee cellen), hoeft er maar één batterijcel te falen om de hele batterij te laten werken. Zodra een cel oververhit raakt, krijg je een domino-effect dat 'thermische wegloper' wordt genoemd. Voor batterijen met honderden cellen - zoals die in de Tesla Model S - kan thermische uitwijking een groot probleem worden.
Hoewel het een beangstigend beeld schetst om te onderzoeken waarom batterijen soms kapot gaan, zijn lithium-ionbatterijen een veilige en volwassen technologie. Het feit dat het altijd nieuws is wanneer een batterij onverwachts ontploft, laat zien hoe zeldzaam die grote storingen zijn. Batterijfabrikanten hebben veel voorzorgsmaatregelen genomen om te voorkomen dat batterijen defect raken, of op zijn minst de schade die een storing kan veroorzaken te beperken.
Foto door: wk1003mike /Shutterstock.com.
