• РЕГИСТРАЦИЯ

Почему взрываются аккумуляторы

Drozd
Всё, о чём не расскажет РЕН-ТВ
3 декабря 2019 г. 12:42 4 2639

Я вот иногда читаю советы, что не стоит оставлять на ночь или в пустой квартире телефоны на зарядке и склонен думать, что даже с учетом защиты в телефоне этому совету надо следовать. Мало ли что.

Но этой гифке загорелся Li-ion аккумулятор от какого-то средства передвижения - электромопеда или гироскутера.

В чем суть проблемы...

Итак, для того, чтобы понять причину возгорания, давайте пару слов скажем об устройстве таких батарей.

Li-ion аккумуляторы выполнены из анодной и катодной пары, которые разделены между собой пористым полимерным сепаратором. В большинстве случаев активным материалом катода является оксиды переходных металлов с внедренными в структуру кристалла ионами лития. А в качестве анода применяется графит.

Электролит в батарейке обычно выполнен из растворов солей лития. Так вот при первой зарядке на заводе-изготовителе в процессе интеграции лития в анод на электродах (в основном на аноде) образуется защитный ионопроводящий слой (SEI), сформированный из разложившегося электролита. Сформированный барьер защищает электроды от недопустимых реакций с электролитом.

В большинстве случаев причиной самовозгорания аккумулятора является банальное короткое замыкание в самой ячейке. И причиной формирования электрического контакта между электродами может стать:

Механическое повреждение элемента. Допустим, вы уронили телефон или аккумулятор на пол и тем самым повредили внутреннюю структуру батареи.

Заводской брак. Даже в век роботизированного производства никто не защищен от банального производственного брака, например, недостаточно ровно были нарезаны электроды или попала металлическая часть между катодом и анодом, что привело к повреждению сепаратора.

Прорастание металлического лития (Дендритов). Это явление наблюдается при слишком быстрой разрядке или зарядке, когда ионы лития просто не успевают встраиваться в кристалл анода и в результате чего на нем (аноде) начинается процесс роста кристаллов, что ведет к повреждению сепаратора.





Развитие самовозгорания

Короткое замыкание в элементе случилось, этот факт запускает процесс нагрева аккумулятора и когда температура достигает 70-90градусов по Цельсию, ионопроводящий защитный барьер начинает разрушаться на аноде.

После этого литий, интегрированный в анод, запускает реакцию с электролитом, в результате этого процесса происходит выделение летучих газов: этан, метан, этилен и т. п.

Так, взрывоопасная смесь есть, но нет главного ингредиента для возгорания – кислорода.

Весь этот химический коктейль начинает бурлить в закрытом герметичном корпусе, а так как реакции экзотермические, то это неминуемо ведет к росту температуры и давления.

При достижении 180-200 градусов по Цельсию материал катода включается в реакцию и в результате этого происходит выделение кислорода. Вот в этот самый момент и происходит «пых» и скачкообразное увеличение температуры. Параллельно этому продолжается разложение электролита (300 градусов по Цельсию), которое так же выделяет тепло.

И на финальной стадии этого процесса с остатками электролита вступает в реакцию графит, что еще больше повышает температуру примерно до 600 градусов по Цельсию, что приводит к расплавлению алюминиевого токоприемника.



Как защищают аккумуляторы

Конечно, производители знают о проблеме и предусмотрели сразу несколько степеней защит от возможного самовоспламенения и тут работает принцип, чем мощнее аккумулятор, тем больше степеней защит в нем.

Одной из степеней защиты является сепаратор, который при точечном повышении температуры становится непроницаемым и тем самым не дает развиваться дендритам в данном участке батареи. Но если процесс развивается стремительно, то сепаратор банально расплавляется.

Кроме этого аккумуляторы производятся со встроенными клапанами и предохранителями. Так при росте давления и температуры электроды просто отключатся от сети, а через клапан выходят образовавшиеся газы. Конечно, в этом случае при контакте с кислородом газ горит.

Кроме этого литий-ионные аккумуляторы оснащаются контролерами, сенсорами, балансирами заряда и т. д.

Как вы, наверное, уже поняли самым опасным элементом в конструкции литий-ионных аккумуляторов является электролит, который как раз и разлагается на эти хорошо горящие и взрывающиеся газы. На сегодняшний день целые команды ученых находятся в активном поиске достойной альтернативы, но пока таковой нет.

https://masterok.livejou...
 

Всё, о чём не расскажет РЕН-ТВ

Цель Путина - не сохранение режима личной власти, а создание эффективно функционирующей политической системы

События, произошедшие в политической жизни страны 15 января 2020 года, безусловно, будут вписаны в новейшую историю России как переломный момент государственного строительства в эпоху п...

Пара важных моментов по Мишустину

Это не совсем эфирная разведка, скорее просто пара важных слов о том, кого вчера ВВП выдвинул в премьер-министры. И главное - для чего. 1. Пожалуйста, не спешите прямо сразу н...

Реформы и предсказания по теме конституционной реформы

Как я всегда говорю, «аналитика не терпит суеты». Из-за этого у меня иногда бывают трения с редакторами изданий, которые хотят статьи «по горячим следам», а я отвечаю «По...

Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

0 новых комментариев

    Загрузка...
    Drozd 17 января 19:11

    Океаны Земли нагреваются так, словно каждую секунду в них падает пять атомных бомб

    Мы часто пишем об изменении климата и о том, как оно влияет на океаны Земли. Так, согласно данным последнего доклада Международной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) под эгидой ООН, который посвящен текущим проблемам океанов, из-за таяния ледников повышается уровень моря, что влечет за собой потенциально катастрофические последствия. Еще...
    2075
    Drozd 17 января 18:35

    Самцы шимпанзе подружились с братьями и отцами

      Aaron Sandel / UT Austin Американские антропологи выяснили, что самцы шимпанзе в возрасте от 12 до 21 года формируют прочные связи с другими самцами, причем независимо от возраста. Чаще всего отношения наблюдаются среди единоутробных братьев, но нередко самцы дружат и с особями постарше. Особи постарше, в свою очередь, иногда оказываются отцами: как и...
    388
    Drozd 17 января 11:17

    Почему ученые так уверены, что неандертальцы были опытными пловцами?

    Как вы себе представляете наших далеких предков неандертальцев, которые жили тысячи лет назад? Наверное, в вашем воображении возникает картина с угрюмыми людьми с грубыми чертами лица и массивной мускулатурой, которые охотятся на крупных животных на просторах холодной Евразии. Считается, что в те времена они еще не могли в полной мере освоить прямохождение, но пр...
    672
    Drozd 14 января 19:33

    Исследование: температура океана достигла рекордных значений

    Исследование международной команды ученых показало, что температура океана достигла рекордных значений. Они отметили, что это доказывает «неопровержимое и ускоряющееся» нагревание планеты. Мировой океан является наиболее четкой мерой климатической ситуации, поскольку он поглощает более 90% тепла, которые выделяются при сжигании ископаемого топл...
    1895
    Drozd 14 января 15:24

    Краснеешь от спиртного? Не пей: Альцгеймер придёт.

    Пока одни учёные разрабатывают вакцину от болезни Альцгеймера и генетический тест, определяющий предрасположенность к нему, другие продолжают искать факторы, которые могут подтолкнуть развитие этого недуга. И кое-что даже находят. И снова на арене британские учёные. На этот раз из Стэнфордского университета.  С дрессированными мышами-мутантам...
    1586
    Drozd 10 января 17:30

    Тайна смерти альфа-акулы: кто убил и съел громадную хищницу?

    В 2003 году в Австралии проводился масштабный проект по установке специальных датчиков на спинные плавники больших белых акул – так ученые могли отслеживать их перемещения, температуру и другие параметры. Одной из акул, на которую закрепили датчик, была крупная здоровая самка трех метров в длину. Ее нарекли «альфа-акулой» и, пометив, отпустили борозд...
    6881
    Drozd 10 января 15:57

    Toyota запланировала построить город будущего Woven City

    Японская компания Toyota планирует построить у подножия священной горы Фудзияма город будущего Woven City. Он станет самым комфортным населенным пунктом страны, а заодно будет выполнять функции полигона для тестирования инновационных технологий. Планы компании не назовешь долгосрочными — строительство начнется уже в 2021 году. Инновационный город Woven City ...
    1530
    Drozd 9 января 21:04

    2019 год в Австралии стал самым жарким и засушливым за всю историю метеонаблюдений

    2019 год стал самым жарким и засушливым за всю историю Австралии — это привело к мощнейшим пожарам, в результате которых с октября по январь в стране выгорело около 7 млн га лесов. Об этом говорится в сообщении Австралийского метеорологического бюро. Ученые собирают данные об общей температуре на территории Австралии с 1900 года, а данные об объ...
    1910
    Drozd 9 января 19:36

    От черепа австралопитека до секвенирования неандертальца: что мы знаем о предках

    В отличие от современных людей, наши далекие предки оказали крайне маленькое влияние на Землю. Они практически ничего не делали своими руками, а историю их жизни можно изучать только по фрагментам черепов, бедренной кости или, если повезет, редких каменных инструментов. «Хайтек» проанализировал, как последние 10 лет изменили представление науки о происхожд...
    2006
    Drozd 9 января 12:53

    Самый большой съедобный гриб в мире

    Белый зонтик в руках этой африканской девочки — термитомицес титанический (Termitomyces titanicus), считающийся самым большим съедобным грибом в мире. Диаметр шляпок этого гриба, встречающегося в Замбии и сопредельных регионах, составляет 40–60 см, а в отдельных случаях может достигать одного метра. Вес шестидесятисантиметровых экземпляров превышает 2 ...
    2270
    Drozd 7 января 19:24

    Захват движения пальцев через фронтальную камеру смартфона

    IT-индустрия так и не оставляет попыток сделать клавиатуру виртуальной. По идее тут для набора текста нужно поставить перед собой устройство и печатать на любой ровной поверхности. Есть ли у этого направления хоть какие то перспективы? А как же "мягкое нажатие"? Говорят, что печатать "слепым методом" без ощущения клавиш не реально. Или все э...
    2388
    Drozd 7 января 12:40

    Первый ноутбук со складным экраном

    Lenovo анонсировала на выставке CES 2020 ноутбук ThinkPad X1 Fold с гибким OLED-экраном. В отличие от традиционных ноутбуков, устройство можно сложить пополам, а для набора текста предусмотрена внешняя беспроводная клавиатура. Thinkpad X1 Fold можно использовать как в полностью раскрытом, так и в наполовину сложенном режиме. Ноутбук поддерживает экранную кл...
    2308
    Drozd 5 января 17:29

    Микробы в гуминовых озерах создают омега-3 жирные кислоты из микропластика

    Микробы в гуминовых озерах создают омега-3 жирные кислоты из микропластика. К такому выводу пришли биологи из Университета Ювяскюля в Финляндии, которые специально использовали маркировку изотопами углерода, чтобы следить за движением полиэтилена в пищевой цепочке. Об этом пишет Nature. Растущее количество пластиковых отходов достаточно давно волнует ...
    2596
    Drozd 5 января 12:04

    Радиация и Чернобыль. Дикие животные в зоне отчуждения

    Лось в Чернобыльской зоне Прилегающий к электростанции сосновый лес получил такую высокую дозу радиации, что деревья мгновенно умерли и порыжели. Из животных не выжил почти никто. Казалось очевидным, что эта территория абсолютно непригодна для жизни - и останется мертвой зоной по меньшей мере на несколько веков (учитывая скорость, с которой радиоактивные вещ...
    4924
    Drozd 3 января 12:22

    Ученые были правы. Как в 2019 году мир окончательно признал проблему изменения климата

    Ничто не вечно. Менее десяти тысяч лет назад Сахара была пышной и тропической местностью, с лесами, сгруппированными вокруг самого большого пресноводного озера на планете. Озеро исчезло за несколько сотен лет и сегодня на его месте нет ничего, кроме пыли. Климат всегда менялся. Но то, что климат менялся в прошлом, не означает, что в этот раз мы не несем ответственност...
    3168
    Drozd 1 января 22:02

    Генетически модифицированный Золотой Рис одобрен на Филиппинах

    В Золотом Рисе содержится оранжевый пигмент бета-каротин, который наш организм способен превратить в витамин А Филиппины станут первой страной с серьезной проблемой дифицита витамина А, которая одобрила Золотой Рис, ожидается, это решение снизит детскую смертность на треть. "Это победа для науки, сельского хозяйства и всех филиппинцев" -&nbs...
    3105
    Drozd 29 декабря 2019 г. 10:47

    Найден неизвестный науке минерал

    Космос — удивительное место, способное удивить любого даже самого искушенного ученого. Так, метеорит из небольшого австралийского городка Уэддерберн на протяжении почти 60 лет является самым неизученным на планете минералом, приблизительный состав которого ученые пытаются выяснить с 1951 года. Как сообщает портал sciencealert.com, маленький 210-граммов...
    4062
    Drozd 28 декабря 2019 г. 21:38

    Как киты могут незаметно подкрадываться к косякам рыбы

    Рыбы в многочисленной стае очень чутки, что дает им возможность моментально убегать от приближающегося хищника. Однако кит-горбач не кажется для них опасностью до того момента, когда уже поздно. Почему это так, недавно выяснили американские ученые. Реклама Рыбы собираются в многочисленные косяки. Это одна из форм защиты: она позволяет им реагировать на пр...
    4992
    Drozd 28 декабря 2019 г. 14:12

    5 способов использовать бывший в употреблении пластик без вреда для окружающей среды

    Многие люди всерьез обеспокоены масштабными накоплениями пластмассовых отходов, которые стали все чаще встречаться в мировом океане, земле и даже в теле животных. Ежегодно возрастающий уровень загрязненности пластиком грозит экологической катастрофой, в результате которой могут погибнуть тысячи видов флоры и фауны. Помимо длительного разложения, пластик выделяет ...
    3854
    Drozd 28 декабря 2019 г. 13:55

    Как живые. Кого ученые обнаружили в якутской многолетней мерзлоте

    Очередная попытка выделить целую ДНК из хорошо сохранившихся останков доисторического животного провалилась. Шведские палеонтологи, изучавшие геном щенка возрастом 18 тысяч лет, даже не смогли определить, был он собакой или волком. На подходе исследование образцов жидкой крови, взятых из сердца лошади, пролежавшей в вечной мерзлоте 42 тысячи лет. Также в распор...
    5633
    Служба поддержи

    Яндекс.Метрика