Мы все в опасности, каждый из нас содержит дома (в кармане, на работе) портативные бомбы, способные нанести серьезный вред, вплоть до летального исхода. А дело все в опасной технологии сборки которая стала стандартом для всего мира и ничуть не пугает социум.
Литий-ионный аккумулятор
Сегодня мы все используем массу различных устройств и технических новшеств, работающих на базе литий-ионных аккумуляторов. Это тип электрического аккумулятора, отличающийся от других подобных энергоносителей своей универсальностью, высокой плотностью энергии и неприхотливостью в плане обслуживания.
Несмотря на свои положительные характеристики, подобные батареи представляют собой определенную угрозу. Аккумуляторы данного типа могут взорваться, повредить или уничтожить имущество и, что страшнее, нанести тяжкий вред здоровью или вовсе привести к гибели.
Тем не менее литий-ионные аккумуляторы широко распространены в различных сферах жизни человека. Подобный тип энергоносителя можно обнаружить в автомобилях, самолетах, а главное, в смартфонах и планшетах, которые основная масса людей использует ежедневно, на постоянной основе. Грубо говоря, как было сказано выше, все современное общество носит с собой которые могут быть активированы в случае оплошности, по несчастливой случайности или из-за халатности производителя.
Возможные причины взрыва аккумулятора
Литиевые аккумуляторы протестированы временем и считаются относительно безопасными, если соблюдать все рекомендации производителя, но как часто кто-то хотя бы интересуется инструкцией? Любое нарушение может повлечь за собой печальные последствия. Например, резкое изменение температуры, которое является одной из самых распространенных причин, по которым батареи выходят из строя. В этом случае литий-ионная батарея начинает вырабатывать газ, аккумулятор становится значительно пухлее, в редких случаях можно обнаружить течь. И тот и другой симптом является поводом для незамедлительного прекращения использования устройства, отсоединения батареи и ее грамотной утилизации. Помимо изменения термальных условий, есть ряд других распространенных причин, ведущих к взрыву батареи, на которых стоит акцентировать внимание.
Физическое воздействие и кустарный ремонт
Любое повреждение, изгиб или удар могут привести к чрезмерному нагреву батареи, что непременно повлечет за собой взрыв. То же самое касается проколов, которые часто сопровождают ремонтные работы.
«Мастера на все руки» нередко прибегают к ремонту всего и вся, не обращаясь за помощью к профессионалам. Возможно, новый опыт - это даже здорово, люди развивают свои навыки и экономят деньги, но когда речь заходит о литиевых батареях, следует забыть о своем «мастерстве», потому что разбирать и ремонтировать литий-ионные аккумуляторы нельзя. Это же касается и небольших «палаток», расположенных в торговых центрах и отвечающих за ремонт разного рода электроники.
Переразряд и износ
Как бы это иронично ни звучало, но даже если оставить литий-ионную батарею в покое, то он все еще остается опасным, так как может израсходовать критическую массу заряда. Обычно в таких случаях батарея просто выходит из строя и перестает функционировать, но человеческая глупость смелость не имеет границ. Было зарегистрировано немало попыток вернуть полностью разряженную батарею к жизни, просто поставив ее на зарядку (в функционирующем устройстве или без). И в том и в ином случае аккумулятор может замкнуть, мгновенно нагреться до температуры горения и воспламениться.
Так же, как и старый шкаф может развалиться в любой момент, может перегреться старый аккумулятор. По мере использования он изнашивается, теряет в объеме, повреждаются определенные детали. Придет время, и физические изменения в батарее потребуют замены.
Скандал с Galaxy Note 7
Самый глобальный аккумуляторный коллапс (на рынке мобильных устройств) произошел в 2016 году, вместе с релизом смартфона от компании Samsung. До ныне культовой даты взрыв аккумулятора телефона воспринимался как редкий, маловероятный несчастный случай. Летом 2016 года, когда в течение недели СМИ сообщило о более чем 35 случаях взрывов смартфонов Galaxy Note 7, все изменилось.
Note 7, к слову, был воспринят очень позитивно, аппарат угодил абсолютно всем, но, попытавшись обогнать конкурентов, Samsung просчиталась и серьезно подставилась. К началу сентября официальные представители корейской компании заявили о том, что разворачивают глобальную кампанию по возврату бракованных гаджетов. Телефоны предложили обменять на ту же самую модель, но якобы из новой партии. Не прошло и пары дней, как ситуация повторилась с новым размахом. Люди стали обращаться в Samsung еще чаще, начали гореть машины, портиться имущество, страдали люди, получая серьезные ожоги. В определенный момент корейцы сдали назад, приняв решение о прекращении продаж и сборки телефона.
Причины проблем с Galaxy Note 7
Спустя более чем полгода, по состоянию на январь 2017-го, в компании не дали никаких четких комментариев по поводу произошедшего инцидента. Многие аналитики и лица, знакомые с деятельностью компании, заявляют, что инженерам компании не удается воспроизвести взрыв в лабораторных условиях.
Независимые же организации склоняются к тому, что взрыв происходит из-за проблем с контроллером питания. Сложная (плотная) конструкция смартфона, включающая в себя изогнутый дисплей, спровоцировала соприкосновение двух деталей аккумулятора: катода и анода, что, в свою очередь, привело к чрезмерному нагреву. всегда стремится к повышению температуры, это нормально, но производитель должен был озаботиться тем, чтобы в определенный момент, смартфон был лишен питания. К сожалению, этого не произошло. И, вне зависимости от того, насколько аккуратны были пользователи со своими Samsung, взрыв аккумулятора стал массовой проблемой, касающейся всех без исключения.
Последствия для компании
Чтобы понять, чем обернулось подобное происшествие для компании, достаточно поставить себя на их место. Что подумает потребитель о продукте, который в одночасье стал посмешищем и угрозой для жизни? Скорее всего, станет избегать. Но одно дело - репутация, которая сегодня есть, завтра нет, а послезавтра снова есть, другое дело - реальные факты. В компании потерпели убытки, причем довольно серьезные и ощутимые для мобильного подразделения - 22 миллиарда долларов. Телефоны были дистанционно лишены возможности заряжаться, чтобы избежать дальнейших взрывов.
На данный момент телефон не производится, компания ведет расследование и остается лишь надеяться, что взрыв аккумулятора Samsung Note 7, послужит корейцам уроком, который сделает их сильнее.
Случаи взрывов iPhone
Несмотря на свое особое положение на рынке смартфонов и минимальный уровень брака, даже «яблочный» смартфон может превратиться в импровизированную бомбу. Один из самых последних случаев был взрыв новинки от компании Apple, смартфона iPhone 7, который один из поклонников якобы заказал в сети Интернет, а получил уже подорванный гаджет.
Никаких подтверждений относительно самопроизвольного возгорания iPhone так и не последовало, и этот случай списали на обычное раздувание слухов. К счастью владельцев свежих смартфонов из Калифорнии, взрыв аккумулятора «Айфона» стал лишь одним из немногих, вызванных неправильной эксплуатацией (в данном случае чрезмерное физическое воздействие), а не массовой проблемой.
Другие зарегистрированные случаи взрывов iPhone стали последствием короткого замыкания, произошедшего ввиду использования от стороннего производителя.
Как избежать взрыва?
Самое простое, что может сделать любой пользователь, так это заглянуть хоть раз в жизни в инструкции и узнать, насколько опасен аккумулятор в смартфоне, и какого ухода он требует.
Всегда следует точно соблюдать температурный режим, не оставлять смартфон под прямыми солнечными лучами слишком долго. Нельзя самостоятельно извлекать батарею в смартфонах, где эта возможность не предусмотрена производителем (речь идет о гаджетах с монолитным корпусом).
Отдавайте предпочтение устройствам, имеющим хоть какое-то имя, проверенным временем, избегайте импульсивного приобретения самых «топовых» новинок.
Главное, нужно понимать, что взрыв литиевого аккумулятора это реально и очень опасно, по возможности не оставляйте гаджеты на зарядке без присмотра, кто знает, в какой момент технологии подведут и свершится возгорание.
Что дальше?
Сейчас в плане технологий литиевые батареи - это самый дешевый, при этом самый энергоэффективный вариант для мобильных устройств и прочей электроники. Естественно, данный вид аккумуляторов до сих пор находится в приоритете.
На замену литиевым батареям могут прийти Несмотря на свое страшное название, подобный тип аккумуляторов совершенно безвреден для человека, а гаджету позволит жить от одного заряда в разы дольше, чем сейчас. К сожалению, развитие в этой области происходит довольно медленно и в ближайшее время подвижек ждать не стоит. Возможно, взрыв аккумулятора "Самсунг Note 7", не пройдет даром и заставит инженеров, работающих в сфере информационных технологий, поторопиться.
В то время как литий-ионные батареи в целом невероятно безопасны, они очень редко загораются или взрываются. Когда это происходит, например, с Galaxy Note 7 от Samsung или недавним отзывом ноутбука HP, это всегда большие новости. Итак, что происходит и почему батареи иногда выходят из строя? Расскажем в этой статье.
Аккумуляторные литий-ионные батареи — это тип батареи, которая находится внутри Вашего ноутбука, телефона, планшета и почти любого другого современного гаджета, который у Вас есть, а также электрические автомобили и самолеты.
Что внутри литий-ионной батареи?
Чтобы понять, почему литий-ионные батареи иногда взрываются, Вам нужно знать, что происходит внутри. Внутри каждой литий-ионной батареи есть два электрода: положительно заряженный катод и отрицательно заряженный анод, разделенный тонким слоем микроперфорированного пластика, который удерживает два электрода от касания. Когда Вы заряжаете литий-ионную батарею, ионы лития выталкиваются электричеством из катода, через микроперфляции в сепараторе и электропроводящей жидкости, а также в анод. Когда батарея разряжается, происходит обратное с ионами лития, текущими от анода к катоду. Это реакция, которая питает Ваш ноутбук.
Маленькие батареи, такие как у смартфонов, обычно имеют только одну литий-ионную ячейку. Большие батареи, как и ноутбуках, обычно имеют от 6 до 12 литий-ионных элементов. Батареи в электрических машинах и самолетах могут иметь сотни ячеек.
Что делает литий-ионную батарею взрывоопасной?
То, что делает литий-ионные батареи полезными, также дает им способность загореться или взорваться. Литий действительно хорош в хранении энергии. Когда он выпущен как струйка, он весь день заряжает Ваш телефон. Когда он будет выпущен весь за один раз, батарея может взорваться.
Большинство литий-ионных батарейных пожаров и взрывов сводится к проблеме короткого замыкания. Это происходит, когда пластиковый сепаратор выходит из строя и позволяет касаться анода и катода. И как только эти двое соприкасаются, батарея начинает перегреваться.
Существует ряд причин, по которым разделитель может выйти из строя:
- Дефекты дизайна или изготовления: аккумулятор плохо разработан, как в случае с Galaxy Note 7. В этом случае недостаточно места для электродов и сепаратора в батарее. В некоторых моделях, когда батарея немного увеличилась при зарядке, электроды согнулись и вызвали короткое замыкание. Даже хорошо спроектированная батарея может выйти из строя, если контроль качества не будет достаточно тщательным или есть дефект в производстве.
- Внешние факторы: Экстремальное тепло почти гарантированно вызывает отказ. Известно, что батареи, находящиеся слишком близко к источнику тепла или попавшим под огонь, взрываются. Другой внешний фактор может привести к сбою литий-ионной батареи. Если Вы проткнете батарею (случайно или намеренно), то Вы почти наверняка вызовете короткое замыкание.
- Проблемы с зарядным устройством: плохо сделанное или плохо изолированное зарядное устройство также может повредить литий-ионный аккумулятор. Если зарядное устройство замыкает или генерирует тепло рядом с батареей, оно может нанести достаточный урон, чтобы вызвать сбой. Поэтому мы рекомендуем использовать только официальные зарядные устройства (или, по крайней мере, высококачественные сторонние устройства от уважаемых брендов). Литий-ионные аккумуляторы имеют встроенные средства защиты, чтобы остановить их перезарядку. Хотя очень редко, если эти меры предосторожности терпят неудачу, перезарядка приводит к перегреву батареи.
- Несколько ячеек: хотя они не имеют отношения к батареям с одной ячейкой, подобным тем, которые присутствуют на большинстве смартфонов (на самом деле у iPhone X есть две ячейки), только одна батарейная ячейка должна быть неисправна чтобы испортить всю батарею. Как только одна ячейка перегревается, Вы получаете эффект домино, называемый «Thermal Runaway». Для батарей с сотнями ячеек, подобных тем, что у Tesla Model S-thermawaway, потенциально может быть действительно большой проблемой.
Несмотря на то, что литий-ионные батареи иногда взрываются — это безопасная и зрелая технология. Тот факт, что это всегда новости, когда батарея взрывается неожиданно, показывает, насколько редко случаются эти большие неудачи. Производители аккумуляторов устанавливают множество мер предосторожности для предотвращения сбоев батарей или, по крайней мере, смягчают ущерб, который может вызвать сбой.
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.
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:
- Физическое повреждение ячейки.
- Нарушение производственной технологии - попадание частиц металла между катодом и анодом, дефектная нарезка электродов (в результате повреждается пористый сепаратор).
- «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 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 .