Обсуждение стандартов безопасности литиевых батарей

Вступление

Литиевые батареи стали очень распространены почти во всех домашних хозяйствах за последнее десятилетие. Мы используем их для питания наших мобильных телефонов, ноутбуков и даже некоторых автомобилей. Эти батареи стали отраслевым стандартом для аккумуляторных запоминающих устройств. Литиевые батареи находятся под пристальным вниманием из-за громких событий, которые привлекли нежелательное внимание средств массовой информации к отрасли. Были случаи возгорания и несчастных случаев с литиево-ионными аккумуляторами, что сделало безопасность литиевых аккумуляторов проблемой. В обращении так много клеток. Хуже всего то, что производители-мошенники «срезают углы», не следуя принятым отраслевым стандартам, чтобы заработать на высоком спросе.

Осознание того, что эти батареи небезопасны по своей сути и могут представлять опасность для населения при неправильном обращении или ненадлежащем производстве, вызвало необходимость в дополнительных правилах. Для вступления в силу новых правил потребуется некоторое время, однако действующие правила были созданы для улучшения качества литий-ионных батарей.

Зачем вам нужно знать стандарты безопасности литиевых батарей?

Литиевые батареи имеют более высокую плотность энергии, чем другие батареи. Они очень популярны, потому что содержат значительно больше энергии в небольшом корпусе. Их химический состав увеличивает вероятность возгорания при определенных условиях, поскольку они содержат горючий электролит и находятся под давлением. Это создает новые проблемы при использовании, хранении и обращении.

Согласно нескольким исследованиям, физическое повреждение, неправильное использование электрического тока, такое как короткое замыкание и перезарядка, а также воздействие повышенной температуры могут вызвать тепловой сбой. Термический разгон относится к быстрому самонагреву в результате экзотермической химической реакции, которая может привести к цепной реакции, термическому разгону соседних ячеек.

Кроме того, дефекты производителя, которые могут включать загрязнения и недостатки производственного процесса, могут привести к тепловому выходу из строя. В этом случае реакция испаряет органический электролит и увеличивает давление внутри корпуса ячейки. Если корпус лопается или выходит из строя, горючие и токсичные газы выделяются внутри элемента. Воспламеняющийся электролит может воспламениться.

Тяжесть реакции обычно зависит от нескольких параметров, включая размер батареи, химический состав, конструкцию и степень заряда батареи. Большинство значительных реакций аккумуляторной батареи приводят к выбросу таких же опасных компонентов, как горючий электролит. Токсичные газы и летящие обломки. В большинстве случаев происходит продолжительное горение электролита и материала корпуса.

Взрыв литий-ионной батареи может привести к повреждению персонала и материальному ущербу. Поэтому важно знать стандарты безопасности литиевых батарей, чтобы знать, как бережно обращаться, использовать и хранить эти батареи.

Возгорание литиевых батарей трудно потушить. Хотя можно потушить пламя от возгорания аккумуляторной батареи водой, вода не останавливает тепловой выброс, и поэтому пламя часто возвращается. В самолетах выходящие газы из перегретых аккумуляторных батарей могут вызвать взрыв, способный вывести из строя систему пожаротушения.

Мы не можем не признать, что литий-ионные аккумуляторы являются одними из самых успешных и безопасных доступных химических соединений. Ежегодно на рынок выходит два миллиарда ячеек. Литий-ионные элементы с кобальтовыми катодами содержат в два раза больше энергии, чем никелевые батареи, и в четыре раза больше, чем свинцово-кислотные. Литиевые батареи - это система, не требующая особого обслуживания, а это преимущество, которого нет у большинства других химикатов. Батареи не имеют памяти, поэтому для продления срока их службы не требуется регулярных циклов.

Руководство по стандартам безопасности литиевых батарей

Литий-ионные элементы широко используются в мобильных телефонах, цифровых камерах, ноутбуках и фонариках. При частом использовании обязательно возникнут проблемы. Говорят, что один из 200000 отказов вызывает отзыв почти шести миллионов литий-ионных аккумуляторов, используемых в ноутбуках, производимых Dell и Apple. К отказам, связанным с нагревом, относятся очень серьезно, и производители считают, что лучше отозвать устройства с батареями с такими отказами. Решение отозвать устройства и заменить батареи успокаивает потребителя и устраняет необходимость в судебных процессах.

Вы должны понимать, что литиевые батареи безопасны в использовании, а отказы, связанные с нагревом, случаются редко. Производители достигают такой высокой надежности, добавляя три уровня защиты. Первый уровень - это ограничение количества активного материала для достижения функционального равновесия плотности энергии и безопасности; второй уровень включает включение в клетку различных механизмов безопасности; третий включает добавление схемы электронной защиты в аккумуляторную батарею.

Эти защитные слои работают по-разному: в ячейку встроено устройство PTC, обеспечивающее защиту от сильных токовых скачков. Существует устройство прерывания цепи (CID), которое открывает электрический путь, если чрезмерно высокое напряжение заряда увеличивает внутреннее давление в ячейке. Наконец, предохранительный клапан позволяет контролировать выпуск газа в случае быстрого увеличения внутреннего давления в ячейке.

Электронная схема защиты, которая является внешней по отношению к элементам, размыкает переключатель, если напряжение заряда любой ячейки достигает требуемого уровня, который составляет 4,30 В. Затем предохранитель прерывает ток, если температура ячеек приближается к 90 ° C.

Серьезная проблема с литиевой батареей возникает, если неисправное зарядное устройство или статическое электричество разрушили схему защиты батареи. Если такое повреждение происходит, он может навсегда сработать твердотельные переключатели в активированном положении без ведома пользователя. Однако аккумулятор с неисправной схемой защиты по-прежнему будет нормально работать, но не обеспечивает защиту от неправильного использования.

Еще одна проблема безопасности - зарядка при низких температурах. Потребительские литий-ионные аккумуляторы нельзя заряжать при температуре ниже нуля градусов Цельсия. Может показаться, что батарея заряжается нормально, но при подзарядке ниже нуля на аноде появляется металлический литий. Покрытие является постоянным и не может быть отменено. Если это происходит неоднократно, такое повреждение может поставить под угрозу безопасность батареи, так что она станет более уязвимой для выхода из строя, если подвергнется удару, раздавливанию или высокоскоростной зарядке.

Есть производители-мошенники, которые производят множество небрендовых аккумуляторов, которые популярны среди пользователей сотовых телефонов из-за низкой цены. Многие из этих аккумуляторов не обеспечивают такие же высокие стандарты безопасности, как их аналоги от основных брендов. Помните, что вы получаете то, за что платите, поэтому разумный покупатель должен быть готов потратить немного больше и заменить батарею на одобренную модель.

Чтобы предотвратить выпуск небезопасных батарей на рынок, большинство производителей продают литиевые батареи только утвержденным сборщикам батарейных блоков. Включение утвержденной цепи безопасности является частью требования к закупке. Меры предосторожности особенно важны для больших литий-ионных аккумуляторов, таких как аккумуляторы для ноутбуков. Опасность большой батареи намного больше, чем у маленькой батареи, такой как батарея сотового телефона, в случае какой-либо неисправности. Именно по этой причине многие производители ноутбуков имеют секретный код на каждой батарее, доступ к которому может получить только соответствующий компьютер. Это предотвращает проникновение на рынок небрендовых аккумуляторов.

Что еще вы можете сделать для безопасности литиевых батарей?

Каждый пользователь литиевых батарей может что-то сделать для их безопасности. От того, что вы делаете с аккумулятором, зависит, обеспечиваете ли вы свою безопасность или нет. Одна из вещей, которые вы можете сделать для обеспечения безопасности литиевой батареи, - это ваше хранилище. Батареи следует хранить вдали от горючих материалов. Батареи следует хранить в прохладных сухих местах, где свежие элементы отделены от разряженных. Также следует вынуть батарейки из устройства для длительного хранения.

Другое дело практика зарядки. Перед длительным хранением необходимо зарядить или разрядить аккумулятор примерно до 50% емкости. Вы должны немедленно отключить аккумуляторы, если во время зарядки или работы они испускают необычный запах, перегреваются, разбухают или ведут себя ненормально. Всегда вынимайте аккумуляторы из зарядных устройств сразу после завершения зарядки. Не перезаряжайте и не разряжайте батареи.

Следует осторожно обращаться с аккумулятором или устройствами с аккумуляторным питанием, чтобы не повредить корпус аккумулятора или соединения. Храните батареи вдали от токопроводящих материалов, воды, сильных окислителей и сильных кислот. Кроме того, ваши батареи не должны находиться под прямыми солнечными лучами, горячими поверхностями или в местах с экстремальной температурой.

Заключение

Литиевые батареи очень полезны в нашей жизни. Они не причинили большого вреда из-за своих пожаров, которые случаются в очень редких случаях. Литий-ионные батареи безопасны в использовании, особенно сейчас, благодаря развитию и исследованиям в этой технологии. Убедившись, что вы правильно обращаетесь с батареями и используете их, вы обеспечите свою безопасность и безопасность литиевых батарей.