Статистика взрыва литий-ионных батарей - анализ, решения, шансы и проблемы

Литий-ионные батареи в настоящее время присутствуют практически во всех электронных устройствах. От смартфонов, дронов и даже до электромобилей. Литий-ионные батареи имеют множество преимуществ, которые делают их выбором номер один. Преимущества, такие как высокая плотность энергии, стабильная производительность и выходное напряжение, длительный срок службы по сравнению с другими батареями и меньшее влияние на окружающую среду, чем другие батареи и источники энергии.

Однако литий-ионные аккумуляторы сталкиваются с множеством проблем. Литий-ионные аккумуляторы чувствительны к различным условиям, таким как высокая температура, поломка, перезаряд, переразряд, короткие замыкания и проколы. Все эти условия могут привести к взрыву ионно-литиевой батареи. Более того, внешние компоненты литий-ионных батарей, такие как пластиковая упаковка, сепаратор и даже электролит, чрезвычайно горючие. Все это делает взрыв литий-ионного аккумулятора еще более опасным, поскольку он загорится поверх взрыва.

Анализ случаев взрыва литий-ионных аккумуляторов

За прошедшие годы произошло несколько инцидентов, связанных с взрывами литий-ионных аккумуляторов. Независимо от формы литий-ионных аккумуляторов, все они имеют одинаковый химический состав внутри. Они разработаны для обеспечения высокой выходной мощности при минимальном весе и размере. Начиная с литий-ионных аккумуляторов, они очень легкие; его компоненты состоят из тонких перегородок между ячейками и тонкого внешнего покрытия. Литий как элемент очень реактивный. Так как перегородки или покрытие очень хрупкие. Поэтому при протыкании аккумулятора аккумулятор самовоспламеняется. Это связано с тем, что при прокалывании литий-ионного аккумулятора происходит короткое замыкание. Это создает искру, которая воспламеняет находящийся внутри высокореактивный литий. Добавьте к этому воздействие кислорода в воздухе, что только усугубит ситуацию.

Управление пожарной безопасности США заявило, что литий-ионные батареи являются основной причиной по меньшей мере 195 отдельных пожаров и взрывов, произошедших в период с 2009 по 2017 год.

Инцидент с батареей ноутбука в 2016 году

В 2016 году несколько клиентов сообщили, что некий аккумулятор, предназначенный для ноутбука HP, загорелся и взорвался. Общим фактором между этими батареями было то, что они были куплены на Amazon. После расследования инцидента выясняется, что производители этого аккумулятора не использовали хорошие материалы для аккумуляторов, что в свою очередь привело к тому, что аккумуляторы при зарядке перегрелись и взорвались. По крайней мере, один человек был ранен в этом инциденте. Его зовут Николас Джонс.

Взрыв смартфонов 2016

В 2016 году студент Университета Роуэна по имени Дэвид Джаррет получил ожоги первой, второй и третьей степени после того, как его смартфон взорвался внутри его кармана. Этот взрыв произошел из-за неправильной конструкции электродов литий-ионной батареи, используемой внутри смартфона. Эта конструкция вызвала перегрев батареи во время разряда - когда она использовалась - что привело к возгоранию лития внутри, что привело к пожару.

Взрыв вейп-пера 2017

Кайл Мэлоун, житель Род-Айленда, получил серьезные травмы из-за взрыва литий-ионной батареи, которую он купил для своей вейп-ручки, сидя в кармане. Батареи взорвались, когда он заряжал их через блок питания. Несмотря на то, что пауэрбанк был совместим с аккумулятором, потому что аккумулятор был проколот. Прокол был таким крошечным, что никто этого не заметил. Когда батарея заряжалась, через небольшой прокол начал поступать кислород, который вступил в реакцию с активным литием внутри батареи. Это вызвало искру, которая, в свою очередь, вызвала возгорание лития, вызвав катастрофический взрыв, в результате которого Кайл получил ногу.

Все вышеперечисленное - это некоторые примеры некоторых случаев взрыва литий-ионной батареи. Есть разные причины, вызвавшие эти взрывы; однако это определенные причины, такие как перегрев, перезарядка, пробитая батарея и т. д.

Решения взрыва литий-ионных аккумуляторов

Вот несколько шагов, которые вы можете предпринять, чтобы убедиться, что ваш литий-ионный аккумулятор работает нормально и сводит к минимуму риск взрыва. Вот эти шаги:

· Заряжайте аккумуляторы при комнатной температуре.

Нагрев - это худшее, что может случиться с литий-ионным аккумулятором при зарядке. Это означает, что если ваша машина горячая, не заряжайте в ней телефон, вместо этого подождите, пока включится переменный ток, а затем начните заряжать аккумулятор.

· Выбирайте литий-ионный аккумулятор большой емкости вместо запасных.

Циклы зарядки и разрядки литий-ионного аккумулятора в основном представляют собой химическую реакцию. Независимо от того, используете ли вы аккумулятор или нет, происходит химическая реакция. Разница в скорости протекания химической реакции. Вот почему лучше иметь батарею большой емкости, чем две батареи средней или малой емкости. Литий-ионный аккумулятор большой емкости в конечном итоге прослужит дольше, чем два аккумулятора средней или малой емкости вместе взятые.

· Выполняйте частичные разряды и по возможности избегайте полных.

Литий-ионные аккумуляторы не имеют того, что мы называем зарядной памятью. Это означает, что циклы глубокой разрядки не требуются. По мнению экспертов, для продления срока службы литий-ионного аккумулятора лучше разрешить циклы частичного разряда вместо полных.

Однако раз в месяц лучше проводить полностью полную разрядку. Дайте литий-ионной батарее разрядиться до точки отключения, а затем зарядите ее еще раз до 100%. Несмотря на то, что частичный разряд полезен, он создает состояние, называемое цифровой памятью. Это условие снижает точность измерителя мощности устройства. Это приведет к повторной калибровке измерителя мощности.

· Избегайте перезарядки полностью разряженного литий-ионного аккумулятора.

Когда литий-ионный аккумулятор полностью разряжен, это означает, что разряд составляет менее 2,5 В на элемент. Есть встроенная цепь безопасности, которая откроет и заблокирует аккумулятор. Если вы подключили обычное зарядное устройство, аккумулятор будет казаться разряженным. Именно поэтому, если вы когда-либо сталкивались с этим состоянием, обратитесь к специалисту для решения этой проблемы. Когда литий-ионный аккумулятор достигает этого состояния, только анализаторы аккумуляторов с функцией ускоренного заряда будут заряжать аккумулятор.

Если литий-ионный аккумулятор хранился в полностью разряженном состоянии, не заряжайте его из соображений безопасности. Вместо этого обратитесь к местному специалисту.

· При хранении литий-ионного аккумулятора зарядить до 40% и хранить в сухом месте.

Одна из причин сокращения срока службы хранимой вами батареи заключается в том, что вы храните ее полностью заряженной. Лучший способ хранить литий-ионный аккумулятор - это зарядить его примерно до 40%, а затем хранить в прохладном месте. Поэтому зарядите или разрядите литий-ионный аккумулятор до 40%, заверните его в какой-нибудь изолирующий мешок или ткань и храните в холодильнике (не в морозильной камере).

Возможности и проблемы литий-ионного аккумулятора

Литий-ионные батареи изменили наш взгляд на источники энергии. Они чистые, надежные и энергоемкие. Их легко изготавливать, дешево производить и, что самое главное, литий-ионные батареи экологически чистые.

Однако есть некоторые проблемы, с которыми сталкивается производство литий-ионных аккумуляторов. Вот некоторые из них:

· Литий - очень реактивный материал, особенно когда он вступает в реакцию с кислородом.

· Из-за небольшого размера ионно-литиевых батарей их внутренние слои тонкие, что, в свою очередь, позволяет легко повредить аккумулятор.

· В мире не хватает материала Co, чтобы удовлетворить потребности рынка.

· Скорость зарядки относительно низкая, особенно для электронных транспортных средств.

· Только 50% батареи подлежит переработке.

Все эти проблемы ученые пытаются решить. Для некоторых из них есть несколько примитивных решений. Однако для всех них нет конкретного окончательного решения. Большинство исследователей и исследовательских центров надеются, что все эти проблемы будут решены в ближайшем будущем.