Меню

От чего может взорваться аккумулятор литий ионный

Причины взрыва Li-ion аккумуляторов

Причины взрыва Li-ion аккумуляторов

Статья обновлена: 2020-12-18

Если говорить научным языком, то причиной взрыва литиевого аккумулятора является короткое замыкание, возникшее между катодом и анодом. В данном случае наблюдается перегрев батареи вследствие резкого увеличения силы тока – термический разгон. Говоря о недавнем прошлом, раньше аккумуляторы возгорались и без КЗ, а по причине нестабильной химической композиции, но производители в основном решили эту проблему.

Как только температурный показатель достигнет 70˚С и более, литий расплавится и вступит в реакцию с электролитом, при этом неизбежно будут образовываться взрывоопасные соединения, которые провоцируют взрыв при условии доступа кислорода.

При возникновении подобной ситуации одним из способов избежать неприятных последствий будет охлаждение корпуса аккумулятора. Прибор при этом может пострадать, однако это будут гораздо менее плачевные последствия, чем если бы литий ионный аккумулятор взорвался.

Если же мы имеем дело со скрытой батареей, корпус которой не позволяет быстро охладить блок АКБ, температура внутри накопителя в считанные секунды достигнет отметки в 200˚С, отчего катод подвергнется разрушению, сопровождаемому выделением кислорода. Также одновременно с разложением катода начнется аналогичный процесс с электролитом, что и создаст идеальные условия для взрыва, характер которого может быть абсолютно разным, начиная от разрушения крышки девайса, за которой установлен источник питания, и заканчивая полным уничтожением электроприбора.

Во втором случае вероятность получения травмы очень высока, поэтому во избежание неприятностей необходимо ознакомиться с причинами, приводящими к нежелательным последствиям.

Почему взрываются литий ионные аккумуляторы?

У короткого замыкания может быть несколько причин, первая из которых заключается в чрезмерном физическом воздействии на аккумулятор. Это могут быть падения прибора и удары о его корпус, что, в свою очередь, приведет к возникновению контакта между анодом и катодом, а далее все произойдет по описанному выше сценарию.

Также к взрыву нередко приводит элементарный перегрев батареи из-за использования некачественного зарядного устройства или длительного воздействия прямых солнечных лучей на источник питания, не говоря уже о близком контакте гаджета с нагревательными приборами.

При повышении температуры происходит расширение элементов АКБ, что провоцирует цепочку микрозамыканий. Если вовремя не охладить батарею, с высокой долей вероятности произойдет взрыв.

Третья, самая маловероятная причина, по которой Li-ion взрываются, это закономерное старение аккумулятора.

Иногда пользователи нарушают правила эксплуатации электроприборов, а именно допускают воздействие агрессивной среды на накопитель, используют зарядные устройства сомнительного качества и происхождения или держат аккумулятор на морозе, отчего внутри него образуются дендриты, произрастающие из анода. Однажды достигнув катода, дендриты, имеющие ветвистую структуру, спровоцируют короткое замыкание, и даже разделяющий полимерный сепаратор не станет для них препятствием.

Правила безопасности

Несмотря на то, что взрыв литий ионного аккумулятора – явление крайне редкое, не стоит испытывать судьбу, а лучше следовать правилам пользования, которые продлят срок службы источника питания.

Бытует справедливое мнение, что заряжать литий-ион нужно исключительно при помощи оригинального зарядного устройства, которое идет в комплекте с прибором, или же использовать его сертифицированный аналог. Соблюдайте максимальное напряжение и максимальную силу тока заряда, обычно равную 0,2-0,5 емкости АКБ.

В процессе зарядки следите за тем, чтобы аккумуляторы не перегревались, держите их подальше от прямых солнечных лучей и нагревательных приборов. Также не стоит накрывать прибор сторонними предметами, препятствующими его естественной вентиляции.

Наряду с перегревом фатальным для аккумулятора может стать и его переохлаждение. Как показывает практика, жители северных широт вынуждены чаще производить замену накопителя в сравнении с людьми, обитающими в условиях умеренного климата.

Читайте также:  Где есть свинец кроме аккумулятора

Подавляющее большинство АКБ предназначено для функционирования при комнатных температурах, диапазон которых составляет 18С-25С. Именно в таком режиме будет обеспечена максимальная эффективность процесса заряда/разряда батареи. В том случае, если температура выйдет за допустимые пределы, аккумулятор будет стареть и изнашиваться в ускоренном режиме, что чревато преждевременной потерей его емкости.

Чтобы избежать подобных нежелательных последствий, в холодное время года носите портативные электронные устройства во внутренних карманах верхней одежды или в специальных утепленных чехлах и не доставайте их на морозе.

Как становится понятно из нашего материала, аккумуляторы относятся к наиболее уязвимым элементам современных устройств, поэтому они нуждаются в особом подходе к эксплуатации.

Если подытожить вышесказанное, то основные правила пользования будут выглядеть следующим образом: приобретайте исключительно качественные аккумуляторы, не допускайте перегрева и переохлаждения батареи, заряжайте ее только оригинальными или сертифицированными устройствами и избегайте чрезмерного механического воздействия на источник питания. Следуя нашим советам, вы гарантировано не столкнетесь с таким неприятным и даже опасным явлением, как взрыв АКБ.

Источник



Как горят и взрываются литиевые аккумуляторы

У каждого современного человека есть множество Li-Ion аккумуляторов: в смартфонах, ноутбуках, пауэрбанках, беспроводных наушниках и колонках, электросамокатах, электровелосипедах, гироскутерах, пылесосах и многих других устройствах.
Многие знают об опасности этих аккумуляторов, но мало кто знает, как именно они горят. Это впечатляет, поверьте!

Для начала посмотрите ролик Креосана об издевательствах над аккумуляторами 18650. То, с какой интенсивностью они горят при физическом повреждении, приводит в ужас.

KREOSAN

4,5 млн подписчиков

Интересно, что качественные аккумуляторы не боятся электрического воздействия — ни при перезаряде большим током, ни при коротком замыкании ничего страшного с ними не происходит. Замечу, что дешёвые безымянные аккумуляторы такими свойствами не обладают. Известно много случаев самовозгорания гироскутеров и электросамокатов (почти всегда при зарядке). Все эти устройства безымянных китайских производителей были оснащены не менее безымянными аккумуляторами.

Как видно из ролика, при физическом повреждении аккумуляторы горят очень интенсивно и очень быстро. Потушить такое пламя вряд ли возможно. Но горят только заряженные аккумуляторы. При физическом повреждении разряженного аккумулятора ничего страшного с ним не произошло.

Увы, полностью разряженными литиевые аккумуляторы хранить нельзя — со временем напряжение на ячейках падает и если в результате длительного хранения напряжение упадёт с 3 вольт (напряжение, при котором защитная электроника считает аккумулятор полностью разряженным) до 2.5 вольт, начнётся невосстановимая деградация. Считается, что для длительного хранения аккумуляторы должны быть заряжены на 40%, но при таком уровне заряда они также представляют опасность в случае физического повреждения.

Несмотря на то, что литиевых аккумуляторов сейчас приходится по нескольку десятков на каждого жителя земли, горят они не очень часто, но опасность всё же есть.

Постарайтесь придерживаться простых правил:

1. Никогда не оставляйте устройства, стоящие на зарядке, без присмотра. Поставить дома заряжаться электросамокат или гироскутер и пойти гулять СОВЕРШЕННО НЕДОПУСТИМО и опасно!

2. Старайтесь не использовать устройства с безымянными аккумуляторами. Лучше потратить чуть больше денег и купить хороший пауэрбанк, электросамокат или пылесос, в которых гарантированно будут стоять аккумуляторы известного производителя.

3. Если вы долго не пользуетесь устройствами, не храните их с полностью заряженными аккумуляторами.

Источник

Почему взрываются литий ионные аккумуляторы?

Вероятность взрыва литиевого аккумулятора при использовании правильной BMS (платы управления АКБ) штатного зарядного устройства, отсутствии давления на элементы саму аккумуляторную батарею, должной герметизации и изоляции, минимальна или отсутствует вовсе.

Читайте также:  Как определить оригинальный аккумулятор для iphone

Ушли прошлое времена, когда аккумуляторы производились преимущественным содержанием кадмия и имели низкий уровень взрывобезопасности. Почему же, вопреки максимальной безопасности современных АКБ, иногда происходят взрывы Li-Ion аккумуляторов?

Такие батареи включают в себя анод и катод. Их разделяет пористый сепаратор из полимера. В аноде зачастую применяется графит, катоде в роли активного вещества выступают оксиды переходных металлов интегрированными ионами лития. Электрохимическая ячейка заполняется электролитом. При начальной зарядке, выполняемой производителем, на аноде формируется защитный слой. Он состоит из разложившегося электролита и оберегает электроды от контакта с электролитом. Наиболее распространенной причиной взрыва литиевого аккумулятора считается короткое замыкание в электрохимической ячейке.

Почему взрываются литий ионные аккумуляторы?

Вызвать электрическое взаимодействие катода с анодом способны разные факторы, к примеру:

  1. «Прорастание» через сепаратор дендритов лития. Происходит из-за низких температур и чрезмерно быстрой зарядки – когда ионы лития не успевают занять свои места в кристалле анода. Также может происходить из-за существенной разницы между емкостями анода и активного вещества катода.

Короткое замыкание приводит к нагреву аккумулятора, разложению ион-проводящего слоя на аноде (при 70–90 °С), реакции лития с электролитом, выделению летучих углеводородов. При нагреве до 180–200 °С материал катода вступает в реакцию диспропорционирования, выделяется кислород и начинается самовозгорание со стремительным ростом температуры. Далее взаимодействовать с электролитом начинает графит, а при нагреве до 660 °C расплавляется алюминиевый токоприемник.

Другие причины взрыва литий ионного аккумулятора

Кроме короткого замыкания в электрохимической ячейке, к самовозгоранию и взрыву литиевой аккумуляторной батареи способны привести:

  • перегрев АКБ;
  • зарядка на повышенных токах;
  • превышение предельного значения напряжения;
  • чрезмерно глубокая разрядка.

Все эти факторы провоцируют тепловой разгон и разложение электролита в процессе его реакции с электродами. Большинство современных производителей литий-ионных АКБ максимально снизили их взрывоопасность, используя многоступенчатые системы защиты. В этих целях успешно применяются предохранители, контроллеры, клапаны, изоляционные материалы, балансиры заряда, сенсоры.

Чтобы оградить себя от неприятных сюрпризов, приобретайте АКБ надежных производителей и соблюдайте правила эксплуатации. Прежде всего:

  • не допускайте тепловых и механических воздействий на батарею;
  • не подвергайте ее деформации, прокалыванию и другим воздействиям;
  • не разбирайте;
  • не используйте вздувшийся или потекший аккумулятор, отсоедините его от источника потребления и будьте осторожны, чтобы не закоротить контакты АКБ;
  • используйте только оригинальные зарядные устройства.

Подробнее о том, как правильно пользоваться Li-Ion аккумулятором, читайте здесь.

Источник

Причины взрыва Li-ion аккумуляторов

Причины взрыва Li-ion аккумуляторов

Статья обновлена: 2020-12-18

Если говорить научным языком, то причиной взрыва литиевого аккумулятора является короткое замыкание, возникшее между катодом и анодом. В данном случае наблюдается перегрев батареи вследствие резкого увеличения силы тока – термический разгон. Говоря о недавнем прошлом, раньше аккумуляторы возгорались и без КЗ, а по причине нестабильной химической композиции, но производители в основном решили эту проблему.

Как только температурный показатель достигнет 70˚С и более, литий расплавится и вступит в реакцию с электролитом, при этом неизбежно будут образовываться взрывоопасные соединения, которые провоцируют взрыв при условии доступа кислорода.

При возникновении подобной ситуации одним из способов избежать неприятных последствий будет охлаждение корпуса аккумулятора. Прибор при этом может пострадать, однако это будут гораздо менее плачевные последствия, чем если бы литий ионный аккумулятор взорвался.

Если же мы имеем дело со скрытой батареей, корпус которой не позволяет быстро охладить блок АКБ, температура внутри накопителя в считанные секунды достигнет отметки в 200˚С, отчего катод подвергнется разрушению, сопровождаемому выделением кислорода. Также одновременно с разложением катода начнется аналогичный процесс с электролитом, что и создаст идеальные условия для взрыва, характер которого может быть абсолютно разным, начиная от разрушения крышки девайса, за которой установлен источник питания, и заканчивая полным уничтожением электроприбора.

Читайте также:  Зарядно пусковое устройство для аккумулятора вымпел 55

Во втором случае вероятность получения травмы очень высока, поэтому во избежание неприятностей необходимо ознакомиться с причинами, приводящими к нежелательным последствиям.

Почему взрываются литий ионные аккумуляторы?

У короткого замыкания может быть несколько причин, первая из которых заключается в чрезмерном физическом воздействии на аккумулятор. Это могут быть падения прибора и удары о его корпус, что, в свою очередь, приведет к возникновению контакта между анодом и катодом, а далее все произойдет по описанному выше сценарию.

Также к взрыву нередко приводит элементарный перегрев батареи из-за использования некачественного зарядного устройства или длительного воздействия прямых солнечных лучей на источник питания, не говоря уже о близком контакте гаджета с нагревательными приборами.

При повышении температуры происходит расширение элементов АКБ, что провоцирует цепочку микрозамыканий. Если вовремя не охладить батарею, с высокой долей вероятности произойдет взрыв.

Третья, самая маловероятная причина, по которой Li-ion взрываются, это закономерное старение аккумулятора.

Иногда пользователи нарушают правила эксплуатации электроприборов, а именно допускают воздействие агрессивной среды на накопитель, используют зарядные устройства сомнительного качества и происхождения или держат аккумулятор на морозе, отчего внутри него образуются дендриты, произрастающие из анода. Однажды достигнув катода, дендриты, имеющие ветвистую структуру, спровоцируют короткое замыкание, и даже разделяющий полимерный сепаратор не станет для них препятствием.

Правила безопасности

Несмотря на то, что взрыв литий ионного аккумулятора – явление крайне редкое, не стоит испытывать судьбу, а лучше следовать правилам пользования, которые продлят срок службы источника питания.

Бытует справедливое мнение, что заряжать литий-ион нужно исключительно при помощи оригинального зарядного устройства, которое идет в комплекте с прибором, или же использовать его сертифицированный аналог. Соблюдайте максимальное напряжение и максимальную силу тока заряда, обычно равную 0,2-0,5 емкости АКБ.

В процессе зарядки следите за тем, чтобы аккумуляторы не перегревались, держите их подальше от прямых солнечных лучей и нагревательных приборов. Также не стоит накрывать прибор сторонними предметами, препятствующими его естественной вентиляции.

Наряду с перегревом фатальным для аккумулятора может стать и его переохлаждение. Как показывает практика, жители северных широт вынуждены чаще производить замену накопителя в сравнении с людьми, обитающими в условиях умеренного климата.

Подавляющее большинство АКБ предназначено для функционирования при комнатных температурах, диапазон которых составляет 18С-25С. Именно в таком режиме будет обеспечена максимальная эффективность процесса заряда/разряда батареи. В том случае, если температура выйдет за допустимые пределы, аккумулятор будет стареть и изнашиваться в ускоренном режиме, что чревато преждевременной потерей его емкости.

Чтобы избежать подобных нежелательных последствий, в холодное время года носите портативные электронные устройства во внутренних карманах верхней одежды или в специальных утепленных чехлах и не доставайте их на морозе.

Как становится понятно из нашего материала, аккумуляторы относятся к наиболее уязвимым элементам современных устройств, поэтому они нуждаются в особом подходе к эксплуатации.

Если подытожить вышесказанное, то основные правила пользования будут выглядеть следующим образом: приобретайте исключительно качественные аккумуляторы, не допускайте перегрева и переохлаждения батареи, заряжайте ее только оригинальными или сертифицированными устройствами и избегайте чрезмерного механического воздействия на источник питания. Следуя нашим советам, вы гарантировано не столкнетесь с таким неприятным и даже опасным явлением, как взрыв АКБ.

Источник