Почему взрывается аккумулятор: Взрыв аккумулятора при прикуривании от автомобиля — magazinakb.ru

Содержание

Почему взрывается аккумулятор самоката Об электросамокатах

Электросамокат – удобный персональный транспорт, которому отдает предпочтение все больше поклонников активного образа жизни. Насколько он безопасен – зависит от того, где и как ездить. При соблюдении элементарных правил эксплуатации электросамокат ничуть не опаснее, чем обычный велосипед. Но периодически в сети появляются жуткие видео о возгорании аккумулятора самоката в очередной квартире.

Подобные инциденты происходят редко, но вызывают закономерные опасения у владельцев персонального электротранспорта. У многих возникают вопросы и сомнения насчет безопасности использования литиевых аккумуляторов. Когда видишь обгорелые стены, которые остались в результате взрыва аккумулятора самоката, невольно появляются опасения. Что же делать, хранить электросамокат в чугунной ванне? Паниковать не нужно, но и пренебрежительно относиться к вопросам безопасности не стоит.

Причины взрывов и возгорания батарей самокатов

Потенциально источниками опасности в электросамокате выступают аккумуляторная батарея и проводка.

Предпосылками для возникновения опасных ситуаций могут стать:

механическое повреждение АКБ или проводки;
непрофессиональный ремонт или тюнинг электросамоката лицами, не имеющими должного опыта;
брак при производстве – попадание микрочастиц металла между анодом и катодом, повреждение сепаратора из-за неаккуратной нарезки электродов;
поездки под дождем и по лужам на недостаточно герметичном самокате;
перегрев выше 50 °С;
высокотоковая подзарядка;
превышение граничного напряжения;
прорастание через сепаратор цепочек лития – из-за ускоренной подзарядки, минусовой температуры или повышенной емкости активного материала катода по сравнению с емкостью анода.

Основная причина, почему взрывается аккумулятор самоката, – КЗ в структуре ячейки. Спровоцировать электрический контакт между катодом и анодом способно механическое повреждение элемента питания, нарушение целостности пористого сепаратора и другие факторы.

Как происходит возгорание

При возникновении внутреннего КЗ накопитель энергии стремительно греется. При достижении температуры 70–90 °С начинает разлагаться ион-проводящая защитная оболочка на аноде. Литий взаимодействует с электролитом, вследствие чего выделяются летучие углеводороды.

При дальнейшем повышении температуры до 180–200 °С катод выделяет кислород, и наблюдается возгорание. Нагрев продолжается, приводя к тепловому разложению электролита (около 300 °С). После этого взаимодействовать с оставшимся электролитом начинает графит, а при температуре 660 °С плавится алюминиевый токоприемник.

Способы предотвращения опасных ситуаций

Для предотвращения возгораний и взрывов Li-Ion аккумуляторов используются специальные элементы защиты:

предохранители – в критической ситуации они отключают электроды от электрической цепи;
балансиры заряда;
термическая изоляция компонентов в большой батарее;
контроллеры;
сенсоры.

При полноценной герметизации и изоляции АКБ, отсутствии давления на ее элементы и соблюдении правил эксплуатации, использовании надежной BMS платы управления и подходящего зарядного устройства вероятность возгорания или взрыва близка к нулю. Многоэтапные системы защиты свели к минимуму взрывоопасность литий-ионных батарей, а современные приборы для проверки аккумуляторов самокатов позволяют удостовериться в их исправности.

Как проверить аккумулятор самоката

Чтобы избежать неприятных инцидентов при эксплуатации литиевых АКБ, покупайте их у надежных производителей и соблюдайте правила эксплуатации:

избегайте тепловых и механических воздействий;

не подвергайте АКБ деформации;
не разбирайте ее;
храните в сухом помещении при температуре 15–25 °С;
отслеживайте ее состояние – вздутую или потекшую батарею использовать нельзя;
используйте исправные зарядные устройства с подходящими параметрами;
не покупайте АКБ сомнительного качества.

Для проверки Li-Ion аккумуляторов используются специальные стенды и тестеры. В простейшем случае можно воспользоваться вольтметром, амперметром и реостатом или другой регулируемой нагрузкой. Аккумулятор нужно зарядить и выждать полчаса, чтобы он остыл. После этого замеряется напряжение. Его значение должно соответствовать номинальному.

Для определения запасенной энергии к батарее последовательно подключаются реостат и амперметр. В течение часа подается нагрузка в соответствии с номинальной емкостью. Периодически замеряется напряжение, и по нему определяется момент разрядки АКБ. Если под нагрузкой 1С батарея отработала 1 час, реальная емкость соответствует заявленной.

В нашей предыдущей статье приведена полезная информация о выборе рамы для электровелосипеда.

Почему взрывается автомобильный аккумулятор? — от АЕТ.ua

Под капотом любого легкового или грузового транспортного средства стоит свинцово-кислотный источник питания.

Он необходим не только для запуска в работу бензинового или дизельного мотора, но и для питания важных электрических систем. Без которых эксплуатация современного автомобиля просто невозможна. Причиной поломки качественного АКБ может послужить только неправильная повседневная эксплуатация. Несвоевременное обслуживание и значительный перегрев полимерного корпуса. Но, в очень редких случаях, батарея не просто умирает, она взрывается.

Причины вероятности взрывов?

В процессе циклической работы автомобильного аккумулятора, он выделяет два газа: водород и кислород. Обычно, эти взрывоопасные газы выделяются в незначительном количестве. Если поддерживать корпус АКБ в чистом состоянии, и своевременно следить за вентиляционными отверстиями, газы выветриваются и не создают опасной концентрации. В противном случае, постепенно накапливаясь, взрывоопасная смесь действительно может послужить причиной взрыва. Другими причинами, способствующими выделению водорода и кислорода, могут быть следующие предпосылки:

— чрезмерное утепление АКБ, и как следствие перекрытие вентиляционных отверстий;

— слишком низкий уровень электролита приводит к увеличенному запасу газов;

— поломки в генераторе или реле регуляторе.

Приводят к повышенному напряжению на положительной и отрицательной клемме. Быстрому перезаряду и интенсивному кипению жидкости с выделением очень большого количества газов.

Как происходит взрыв и его последствия?

Причиной взрыва является аккумулятор, выделяющий или накапливающий большое количество водорода и кислорода. А катализатором может быть любая, даже малейшая электрическая искра от любого электроприбора под капотом машины. Любой источник открытого пламени, сигарета или спичка, и не обязательно ваша. Статический разряд, если на машине нет специального аксессуара по снятию статики во время движения машины. Искра может проскочить и внутри аккумулятора, если в одной из банок будет понижен уровень электролита, и часть пакета оголится над кромкой жидкости.

Взрыв достаточно мощный, но ударная волна имеет минимальный разрушительный эффект. Наибольшую опасность представляет концентрированный электролит, и куски свинцовых пакетов пропитанных кислотой. Даже если взрыв произошёл в закрытом подкапотном пространстве, кислота за несколько минут очень сильно повредит двигатель и все электрическое оборудование. В самых сложных случаях, машина после взрыва аккумулятора восстановлению не подлежит.

Соблюдаем технику безопасности?

Технические специалисты компании АвтоЕвроТрейд рекомендуют регулярно (один раз в год) проводить технический осмотр аккумулятора. Снимать его с рабочего места и очищать от продуктов коррозии и грязи. Регулярно проверяйте надёжность крепления пластикового корпуса, утечка кислоты от разбитого корпуса имеет не менее опасные последствия.

Взрыв вейпа — как избежать?

Взрыв вейп устройств является горячей темой в наши дни. Благодаря наличию камер повсюду, мы видим новые видео о взрывающейся электронной сигарете каждые пару недель или около того. Хотя нет никаких доказательств того, что боксмоды или мехмоды взрываются больше, чем любой другой продукт бытовой электроники с батарейным питанием.

В действительности, большинство проблем с батареями вызвано какой-то ошибкой пользователя, но это невозможно легко объяснить людям, которые не разбираются в технологиях.

Почти все вейп аккумуляторы являются литий-ионными (Li-ion) или литий-полимерными (LiPo) элементами. Эти батареи, как правило, безопасны. Тем не менее, можно получить проблему — особенно если вы выбираете дешевые батареи. Аккумуляторы производятся серийно и проверяются на заводе. Те, которые не соответствуют стандартам прямой продажи производителем, иногда продаются посредникам по более низкой цене.

Но в целом, у вейперов, которые следуют основным принципам безопасности обращения с аккумуляторами, очень редко возникают какие-либо проблемы, не говоря уже о реальных взрывах вейпов. Помимо «плохой батареи», большинство взрывающихся вейпов имеют конкретные причины, которых можно избежать.

Основные причины взрывов, которые можно избежать

Короткое замыкание батареи

Когда вы используете аккумулятор в боксмоде, кнопка питания вызывает замыкание цепи между положительным и отрицательным полюсами аккумулятора, и на устройство подается питание. Любой проводящий материал, соединяющий два полюса, будет делать то же самое — однако, если ничто не потребляет энергию от батареи, это вызывает короткое замыкание и попадание энергии в батарею, что приводит к ее быстрому перегреву и возможно, возгоранию или взрыву.

Мы часто видим новостные сюжеты с заголовками вроде «Взорвалась электронная сигарета!» На самом деле взрываются батареи. Самая распространенная причина это переноска аккумуляторов без чехла в сумке, кармане с ключами или мелочью. Металлические предметы случайно соединяют положительный и отрицательный полюсы аккумулятора и создают короткое замыкание. Большинство вирусных видео, которые мы видим пожарах в карманах вейперов, — это закоротившие батареи, а не само устройство.

Существуют недорогие пластиковые чехлы и тонкие резиновые или силиконовые футляры для защиты батарей или, точнее, для защиты пользователя. Любой, у кого есть дополнительные аккумуляторы, должен всегда использовать один из них. Пожалуйста, не подвергайте себя риску!

Неподходящие батареи

Батареи имеют предел силы тока, который они будут отдавать, и их число часто преувеличивается. Иногда также производитель маркирует батарею как «30 ампер», когда на самом деле это только номинал на короткий период (импульс или пик), а не предел для непрерывного использования.
Это очень важно при создании спиралей с низким сопротивлением, и это особенно важно для механических модов, которые не имеют электронных защитных устройств. Если используемому вами клиромайзеру требуется больше силы тока, чем может обеспечить батарея, батарея перегревается и может разорваться.

Если вы мотаете низкоомные спирали, вы должны понимать, как работает батарея в сочетании с сопротивлением, и вы должны понимать номинальные значения силы тока батареи и то, как они применяются к вейпингу. Если вы этого не понимаете, придерживайтесь известных продуктов с платой и предохранителями. Честно говоря, в настоящее время существует так много недорогих, высококачественных модов с переменной мощностью на плате, что трудно понять, почему кто-то хочет пойти даже на небольшой риск с мех-модами без плат.

Контрафактные аккумуляторы и поврежденные аккумуляторы

Помимо батарей, которые не обеспечивают достаточного тока (силы тока) для поддержки некоторых распылителей, существует проблема контрафактных батарей. Часто это аккумуляторы с очень низким усилением, которые обернуты в фирменную термоусадку, чтобы имитировать известные модели (с более высоким рейтингом силы тока), которым доверяют люди. Почти все популярные батареи на рынке были подделаны.

Как избежать подделок? Покупайте только у известных дилеров, а не у безымянных продавцов , и выбирайте известные аккумуляторы оригинальных производителей. Если цена кажется слишком низкой, чтобы быть правдой, это вероятно подделка. Экономия на батарее не стоит риска. Если вы выберете хорошие аккумуляторы, они не будут самыми дешевыми, но вы можете вернуть свои деньги в долгосрочной перспективе. Высококачественные модели аккумуляторов имеют большую долговечность, чем дешевые.

Еще одна причина короткого замыкания батарей — это повреждения батарей. Тонкая термоусадка, которая предотвращает контакт металлического корпуса батареи («банка») с боковыми сторонами батарейного отсека мода, может порваться. Если это произойдет, вы должны либо выбросить (утилизировать, пожалуйста!) батарею, либо поменять ее. Переодеть аккумулятор не сложно. Вы можете купить термоусадку и сделать это самостоятельно за считанные минуты.

Гибридные моды и неправильные испарители

У некоторых клиромайзеров, очень короткий положительный контакт на соединении 510. Так называемый гибридный механический мод — позволяет положительному соединению батареи напрямую контактировать с контактом распылителя. Если этот контакт плохой, слишком короткий пин атомайзера или слишком длинный, тогда это приводит к мгновенному короткому замыканию и потенциальному взрыву.
Когда сила энергии батареи высвобождается, она идет по пути наименьшего сопротивления, и устройство (или его часть) улетает с конца мода прямо в лицо. Эти фотографии людей с окровавленными ртами и отсутствующими зубами не являются поддельными. Если вы выбираете мехмод вместо платы, вам лучше быть экспертом. Вам точно нужно знать, какое соединение 510 безопасно.

Неправильная зарядка

Редкой причиной взрыва электронных сигарет является неправильная зарядка. В редких случаях неправильное зарядное устройство может перезарядить аккумулятор. Иногда люди используют зарядные устройства, предназначенные для аккумуляторов большей емкости. Чрезмерная зарядка может создать нестабильность в АКБ.

В хороших зарядных устройствах есть функции безопасности. Некоторые даже имеют цифровые показания, которые показывают, когда батарея полностью заряжена. В основном батареи рассчитаны на 3,7 вольт, но заряжаются до 4,1 или 4,2 вольт.

Чудесный мир фейсбука

Помните, что проблема взрыва электронной сигареты, преувеличена. Люди, которые ничего не знают о вейпинге, видят эти истории в новостях или в социальных сетях, и они думают, что это распространено. Они не понимают, что многие миллионы людей вейпят, и количество раз, когда взрывается вейп, ничтожно на общем фоне. Когда эти истории попадают в Facebook, ими делятся сотни тысяч раз. И есть высокий процент не вейперов, видящих эти истории и верящих в то, что взрывающиеся вейпы — это правило, а не исключение.

Почему взрываются электросамокаты и как этого избежать – ликбез от физика

Квартира в Подмосковье загорелась из-за взрыва гироскутера, жертв удалось избежать благодаря одному из очевидцев, который оперативно потушил пожар. О том, почему взрывается гироскутеры, электросамокаты и смартфоны, рассказал «Радио 1» физик Георгий Никулин.

«Главная проблема в том, что производители хотят в небольшой объём запихнуть как можно больше энергии. А это, в свою очередь, приводит к тому, что любые, даже самые незначительные нарушения в аккумуляторе могут вызвать тяжёлые последствия», – сказал Никулин.

Взрывоопасность гаджетов связана с использованием в аккумуляторах лития.

«В современных гироскутерах, электросамокатах используются аккумуляторы того же типа, как в наших мобильных телефонах. Там как основной элемент используется литий. Это щелочной металл, он обладает рядом свойств, которые и делают аккумуляторы взрывоопасными. Литий достаточно легко воспламеняется сам, кроме того, когда происходит реакция с литием, в процессе этой реакции ещё выделяется теплота, то есть происходит дальнейший разогрев. А взрыв происходит потому, что аккумуляторы заключены в герметичный корпус, и если там не предусмотрен специальный клапан, который выпускает образовавшиеся при возгорании газы, тогда происходит взрыв», – пояснил физик.

Нарушения в работе аккумулятора чаще всего возникают из-за механических повреждений.

«Главной причиной неприятностей является то, что аккумуляторы подвергаются механическим воздействиям. Например, различным ударам. А мы можем этого и не заметить. Так что нужно профилактически осматривать аккумулятор: если в нём появилась вмятина, это серьёзный повод для беспокойства. Аккумулятор состоит из некоторого количества ячеек, как соты. И если при ударе ячейка повреждается, то в ней происходит короткое замыкание. Она не выпадает из цепи, а начинает разогреваться, и это становится спусковым крючком к будущему взрыву», – заявил собеседник «Радио 1».

Точно так же реагируют на повреждения аккумуляторы в смартфонах.

«Смартфоны не так опасны, потому что там аккумуляторы существенно меньше, но поскольку конструкция аккумулятора такая же, то риск есть. Кстати, многие любят носить телефон в заднем кармане брюк. Человек садится, и аккумулятор немного прижимается. Вы этого не видите и не чувствуете, а в аккумуляторе происходит повреждение этих ячеек, о которых я говорил. И в какой-то момент происходит взрыв. То же происходит при падении телефона», – отметил физик.

Показатель нарушения работы аккумулятора – высокая температура.

«Если вы чувствуете, что аккумулятор сильно нагрелся, это серьёзный повод для беспокойства. Критической температурой считается 70ºС. Если аккумулятор нагревается сильнее, то литий начинает реагировать с электролитом и идёт эта саморазгоняющаяся реакция. То есть если вы рукой чувствуете, что аккумулятор сильно нагревается, то надо его поменять. Потому что рисковать вызвать пожар во всём доме не хочется», – отметил Никулин.

Он добавил, что заряжать гаджеты, особенно большие, следует там, где нет легковоспламеняющихся материалов. И желательно не оставлять технику без присмотра – чтобы сразу заметить, если от аккумулятора пойдёт дым.

Взрыв аккумулятора — почему взрываются аккумуляторы

Большинство водителей считают, что аккумулятор в автомобиле, вещь безопасная. Однако, взрыв аккумулятора происходит довольно часто. Это связано с неправильной эксплуатацией батареи. Это изделие также требует правильного обслуживания и ухода.

Почему батареи взрываются

Важнейшей причиной взрыва аккумуляторной батареи считается скопление горючих газов, которые воспламеняются при возникновении конкретных условий. Газы начинают выделяться после полного расхода сульфата свинца, образовавшегося во время разряда. Другими словами, после восстановления заряда, вода начинает разлагаться. Следовательно, если взорвался аккумулятор, значит, происходил сильный перезаряд АКБ.

Причиной перезаряда считается несколько факторов:

• Высокое напряжение заряда.
• Длительная зарядка.
• Неправильное функционирование генератора.

Если для заряда используется автоматическое зарядное устройство, взрыв аккумулятора автомобиля невозможен, так как после полной зарядки устройство отключиться, подача напряжения прекратиться.

Самым распространенным случаем, отчего может взорваться аккумулятор, считается нарушение работы генератора. Он обязан подавать напряжение 14,2 вольта. Если это значение выше, внутри аккумулятора начинается кипение электролита, как следствие, происходит взрыв.

Забитые отверстия для отвода газов

Иногда возникает скопление водорода внутри батареи. В этом случае аккумулятор взрывается от любой пробежавшей искры. А может ли взорваться аккумулятор без нее? Причиной может стать забитая пробка. Окись углерода вступает в соединение с накопившимся водородом. Происходящая реакция выделяет много тепловой энергии. В результате, непосредственно внутри батареи разрывается две — три банки.

Если автомобиль не заводится, неопытный водитель гоняет стартер, пока тот не сгорит. Заметим, что стартер постоянно подает огромный ток. Аккумулятору приходится отдавать большую величину стартерного тока. В это время происходит закипание электролита, поднимается температура. В результате выделяется большой объем сероводорода. Как следствие, взорвался аккумулятор в автомобиле, придется покупать новый.

Неисправный генератор

Вращение коленчатого вала в автомобиле происходит с разными оборотами, поэтому генератор подает различное напряжение. Превышение 14,1 вольта становится причиной начала электролиза воды. При постоянном завышении напряжения, образование газов происходит намного интенсивнее. Поэтому взорванный АКБ в автомобиле, это следствие работы неисправного электрооборудования.

Понижение уровня электролита

Опытные водители отлично знают, что АКБ требует повышенного внимания. Требуется регулярно следить, чтобы уровень электролита постоянно находился в норме. Если недоливать дистиллированную воду, происходит усиление реакции газообразования. Банки опустошаются, в освободившихся местах скапливаются газы.

При заниженном уровне электролита, увеличивается риск, взрыва батареи. Электролит должен полностью закрывать свинцовые пластины. Современные аккумуляторы оборудованы специальными метками, по которым определяется уровень электролита.

Важно! Категорически запрещается доливать электролит. Разрешается использовать только дистиллированную воду. Долив можно проводить после зарядки, подождав три часа.

Чехол аккумулятора

Одним из важных факторов риска считается чехол, которым автомобилисты часто накрывают батарею. Он предохраняет от попадания грязи, является отличным утеплителем. Однако такая полезная вещь может стать причиной взрыва. Если чехол наглухо закроет газоотводящие отверстия, начнет скапливаться газ, который станет причиной взорванного АКБ.

Искра

Аккумуляторные батареи взрываются по различным причинам. Но чаще всего, это происходит от любой проскочившей искры, возникшей в электрических контактах. Если плохо закрепить клеммы, будет недостаточным контакт с выводами батареи, обязательно пробежит искра. Ее появление может быть связано с окислением клемм, большим загрязнением, ненадежным соединением. Перечисленные факторы нарушают контакт, начинается искрение, батарея взрывается.

Как избежать взрыва аккумулятора

Что делать, если взорвался аккумулятор в автомобиле, что необходимо предпринять? Ответ достаточно прост, всегда занимайтесь профилактикой узлов, а также агрегатов и важнейших механизмов автомобиля чтобы такого не произошло.

Напряжение заряда, которое генератор подает на аккумулятор, должно не превышать 14,7 вольта. Если оно будет больше, батарея начнет кипеть, сильно нагреется, возможен сильный взрыв.
Разряженную батарею нельзя хранить в холодном помещении. Пластины очень быстро станут негодными, так как плотность электролита при сильном морозе резко снижается. Внутри аккумулятора начинается процесс кристаллизации воды.
Батарею нужно постоянно держать в чистоте. Ее необходимо регулярно протирать чистой тряпкой, удалять пыль, тщательно смывать следы электролита.
Обязательно следите за вентиляционными отверстиями. Они должны постоянно быть открытыми и чистыми.
Регулярно проверяйте уровень электролита. Если его меньше нормы, добавляйте дистиллированную воду.
Чтобы на клеммах не возникало окисления, их лучше всего смазать литолом. Можно также использовать технический вазелин, подойдет солидол.
Электропроводка машины должна находиться в исправном состоянии, контакты тщательно зачищены и плотно закреплены. Детали, пришедшие в негодность, необходимо заменить.
Окислившиеся контакты нужно тщательно зачистить, особенно это касается токовыводящих клемм аккумулятора.

Важно! Любая возникшая искра рядом с АКБ, может быть причиной взрыва.

Чехол, надетый на батарею, должен иметь прорези, чтобы оставить открытыми газоотводящие отверстия.
АКБ должна содержаться в чистоте. В особенности это касается отверстий, через которые выходят выделяющиеся газы.
Рядом с батареей не допускается никакого искрения, запрещается прикуривать и чиркать спичкой. Проверку уровня электролита требуется выполнять стеклянной трубочкой. Категорически запрещается подсвечивать банки зажигалкой.
Требуется постоянно поддерживать нормальный уровень электролита.
При необходимости выполнять доливку дистиллированной водой.

Заключение

Профилактические меры помогут продлить срок эксплуатации АКБ. Соблюдение простых правил ухода за батареей, навсегда исключит ее взрыв.

Видео про взрыв аккумулятора.

Почему может взорваться вейп?

Каждый раз, как вы видите новость про взорвавшуюся электронную сигарету, знайте, взрывается не сама электронная сигарета, а ее аккумулятор. Точно также взрываются аккумуляторы и у смартфонов, кстати. Но по каким же таким причинам взрывается элемент питания и как этого избежать?

Шаг 1

Разные электронные сигареты используют различные источники питания, которые делятся на сменные и интегрированные. Выходит, что одни вейп-девайсы позволяют установить в себя аккумулятор на выбор пользователя, а в других аккумулятор интегрирован и не заменяем. Зачастую подвержены взрыву девайсы со сменными батареями, но лишь в тех случаях, когда сменный элемент питания не рассчитан на высокую токоотдачу (ниже 25 Ампер). Обходя многочисленные детали из мира физики, можно сказать о том, что низкотоковый аккумулятор, сталкиваясь с низким сопротивлением будет нагреваться сам и подвергаться небезопасным внутренним химическим процессам, способных привести источник питания к взрыву. Но к такому исходу приводит использование механического мода с низкотоковым аккумулятором. Используя подходящую батарею, Вы сможете быть спокойны за безопасность эксплуатации своей электронки.

Использование низкотоковых аккумуляторов в механическом вейпе может привести к плачевным последствиям. При покупке механического модаобязательно проконсультируйтесь с продавцом и убедитесь в соответствии сменного аккумулятора работе с низкоомными спиралями.

Шаг 2

Гораздо безопаснее использовать вейп с электронной платой, так как она регулирует работу аккумулятора и не даст большой мощности, если аккумулятор не будет иметь требуемой токоотдачи для используемого атомайзером сопротивления. Но все-таки вероятность перегрева аккумулятора остается, особенно в случае зарядки посредством мощных сетевых адаптеров (более полутора Ампер).

Потому, не оставляйте электронную сигарету без присмотра в процессе ее зарядки.

Шаг 3

Вернемся к мехмодам. Важным фактором, провоцирующим перегрев батареи, является короткое замыкание на стыках частей испарительной системы. Так, если сопротивление Вашей спирали составляет 0. 5 Ом, то при коротком замыкании сопротивление станет значительно ниже, что потребует высокой отдачи тока от аккумулятора. Таким образом нагреется сама конструкция механического мода и аккумулятор, даже если он высокотоковый.

Обладая механическим модом, следует проверить его намотку тестером, чтобы избежать короткого замыкания.

Шаг 4

Тут речь пойдет о клонах известных производителей электронных сигарет. Что значит клон? Некоторые недобросовестные производители занимаются продажей точных копий продуктов от известных брендов. Безусловно, качество таких копий зачастую заставляет желать лучшего, потому быть уверенным в безопасности эксплуатации электронной сигареты от неизвестной фирмы нет смысла.

Покупайте электронные сигареты и компоненты к ним только от проверенных и известных брендов: Eleaf, Kangertech, Smok, Wismec.

Шаг 5

Вы можете столкнуться со случайным нажатием на клавишу питания Вашего электронного мода, если забудете его выключить и положите в сумку или рюкзак. Люди нередко попадали в ситуации, когда в процессе переноски включенная электронная сигарета подает питание на клиромайзер/атомайзер, создавая возможность возгорания внутренностей рюкзака или сумки.

Для предотвращения случайного нажатия на клавишу питания, следует обязательно выключать вейп-устройство перед тем как убрать в карман или сумку!

Взрыв аккумулятора в автомобиле: причины, как избежать

Чисто теоретически ответ на вопрос, может ли взорваться автомобильный аккумулятор, должен звучать отрицательно. Но если речь идёт о свинцово-кислотной разновидности АКБ, то на практике такие случаи бывают. В основном из-за неправильной эксплуатации, или, как это принято называть, человеческого фактора. Чтобы не оказаться в такой ситуации, которая связана с большими угрозами для здоровья автовладельца, нужно знать причины возникновения таких нештатных ЧП и как этого избежать.

Почему батареи взрываются

Причиной перезаряда считается несколько факторов:

• Высокое напряжение заряда. • Длительная зарядка. • Неправильное функционирование генератора.

Чем опасно и как устранять последствия

Взрыв АКБ – явление очень неприятное и опасное. Полный выход из строя батареи без возможности восстановления – самая малая беда.

В момент взрыва корпус разламывается, и от него отлетают куски, причем с большой скоростью, которые могут нанести повреждения, особенно открытым участкам кожи, всем находящимся рядом.

Вылетающие осколки имеют достаточно острые кромки, которые запросто могут нанести порезы. Но и это не является самым опасным.

Значительно хуже, что во время взрыва аккумулятора из него вылетают капли электролита, а остальная часть просто растекается. Электролит способен нанести серьезные химические ожоги.

Поэтому сразу следует принять меры по нейтрализации попавших на кожу капель.

Лучше всего для устранения на коже и участках одежды воспользоваться раствором нашатырного спирта или кальцинированной соды (10%-ным). Им нужно обработать все участки кожи и одежды, а затем тщательно и обильно промыть проточной водой.

При разлете капли могут попасть и в глаза, что еще хуже. В таком случае пострадавшему необходимо немедленно промыть глаза сначала 5%-раствором питьевой соды, а затем большим количеством проточной воды.

После сразу же доставить его в больницу для оказания медицинской помощи.

Обязательно нужно нейтрализовать разлившуюся часть электролита, для чего все поверхности, на которые он попал, следует обильно промыть раствором соды.

Забитые отверстия для отвода газов

Самовоспламенение

Сами по себе газы взорваться не могут, если нет определенных факторов для этого, которые в АКБ образовываются не часто. Один из вариантов самовоспламенения – смешивание их с другими компонентами.

Разберем это на примере. Часто двигатель не хочет запускаться, и водитель крутит его стартером длительное время.

Разряд батареи производится с большой скоростью, поэтому все химические процессы в батареи проходят очень интенсивно, что сопровождается высоким нагревом электролита вплоть до закипания, что сопровождается выделением обильного количества газовых смесей.

Смешивание их с водородом, скопленным под крышкой, приводит к резкому увеличению объема и температуры газовой смеси, и она просто разрывает корпус.

Поэтому, нельзя на длительное время включать стартер в работу, поскольку это не только посадит АКБ, но и может стать причиной его взрыва.

Даже если АКБ после длительной работы стартера сел, не стоит сразу «» от другого авто или батареи.

Если газы ни не самовоспламенились, и батарея осталась целой, то это не значит, что их там нет.

И при подключении к ней клемм от другого АКБ вероятность проскакивания искры – очень высока.

Поэтому следует перед прикуриванием всегда давать время на остывание разряженного аккумулятора и естественного отвода скопившихся газов.

Понижение уровня электролита

Важно! Категорически запрещается доливать электролит. Разрешается использовать только дистиллированную воду. Долив можно проводить после зарядки, подождав три часа.

От чего воспламеняется газ

Чаще же взрыв происходит от стороннего источника – искры. И мест ее образования – вполне достаточно. Искра может появиться при внутреннем замыкании, когда повреждено соединение перемычек банок, при плохом контакте клемм АКБ с клеммниками бортовой сети, замыкании клемм, окислов.

Не стоит забывать и о и неаккуратном поведении возле батареи, к примеру, нельзя проводить обслуживание батареи с сигаретой, не допускается подсвечивание зажигалкой или спичками при открывании крышек банок.

Водород – газ очень горючий и достаточно малейшей искры для его взрыва.

Как избежать взрыва аккумулятора

Напряжение заряда, которое генератор подает на аккумулятор, должно не превышать 14,7 вольта. Если оно будет больше, батарея начнет кипеть, сильно нагреется, возможен сильный взрыв.
Разряженную батарею нельзя хранить в холодном помещении. Пластины очень быстро станут негодными, так как плотность электролита при сильном морозе резко снижается. Внутри аккумулятора начинается процесс кристаллизации воды.
Батарею нужно постоянно держать в чистоте. Ее необходимо регулярно протирать чистой тряпкой, удалять пыль, тщательно смывать следы электролита.
Обязательно следите за вентиляционными отверстиями. Они должны постоянно быть открытыми и чистыми.
Регулярно проверяйте уровень электролита. Если его меньше нормы, добавляйте дистиллированную воду.
Чтобы на клеммах не возникало окисления, их лучше всего смазать литолом. Можно также использовать технический вазелин, подойдет солидол.
Электропроводка машины должна находиться в исправном состоянии, контакты тщательно зачищены и плотно закреплены. Детали, пришедшие в негодность, необходимо заменить.
Окислившиеся контакты нужно тщательно зачистить, особенно это касается токовыводящих клемм аккумулятора.

Важно! Любая возникшая искра рядом с АКБ, может быть причиной взрыва.

Чехол, надетый на батарею, должен иметь прорези, чтобы оставить открытыми газоотводящие отверстия.
АКБ должна содержаться в чистоте. В особенности это касается отверстий, через которые выходят выделяющиеся газы.
Рядом с батареей не допускается никакого искрения, запрещается прикуривать и чиркать спичкой. Проверку уровня электролита требуется выполнять стеклянной трубочкой. Категорически запрещается подсвечивать банки зажигалкой.
Требуется постоянно поддерживать нормальный уровень электролита. При необходимости выполнять доливку дистиллированной водой.

Причины взрыва АКБ

Чтобы понять, почему взрываются автомобильные аккумуляторы, потребуется восстановить знания о химических процессах, происходящих в батарее. Стандартная автомобильная АКБ содержит шесть отсеков, в каждой из которых содержится набор положительных/отрицательных свинцовых пластин, залитых электролитом – водным раствором соляной кислоты.

Когда аккумулятор ни к чему не подключен, внутри ничего не происходит (ну, или почти ничего). Но стоит подключить внешнюю нагрузку, как это инициирует процесс взаимодействия электролита и пластин – в результате запуска электрохимической реакции свинец, из которого состоит отрицательная пластина, превращается в сульфат свинца. На положительной пластине, состоящей из диоксида свинца, протекает другая реакция, но тоже с образованием на поверхности сульфата свинца. При этом возникает ЭДС, ток течёт от положительной пластины к отрицательной. В результате на минусовой пластине накапливаются электроны, которые по внешнему контуру текут уже в обратном направлении – это и есть ток разряда, используемый для прокрутки стартера.

Во время разрядки батареи расходуется в основном серная кислота, поэтому со временем плотность электролита понижается, и если продолжать процесс достаточно долго, аккумулятор разрядится.

При его зарядке протекают противоположные реакции преобразования сульфата свинца в чистый свинец и его диоксид. Но есть и небольшое отличие: источник тока здесь внешний, и если продолжить зарядку после того, как весь сульфат свинца израсходован, происходит интенсификация электролиза жидкости. В основном воды, разлагающейся на атомарные кислород и водород.

Эти газы постепенно скапливаются в верхней части корпуса батареи, создавая избыточное давление при интенсивном кипении, но излишки газов стравливаются через отверстия пробок (в обслуживаемых АКБ) или через специальные дренажные отверстия (в необслуживаемых батареях). Газы – горючие, поэтому любая искра может воспламенить аккумулятор, что и приведёт к взрыву. Такой же исход возможен, если газам некуда деваться, а процесс электролиза продолжается.

Другими словами, если аккумулятор исправен, а процесс его зарядки контролируется, никаких неприятностей возникнуть не должно. Взрыв автомобильного аккумулятора при зарядке возможен только в том случае, если возникают соответствующие неблагоприятные условия.

Итак, приступаем к рассмотрению непосредственных причин, из-за которых взрываются автомобильные аккумуляторы.

Забитые отверстия для отвода газов

Из курса физики известно, что любой жидкое вещество, переходя в газообразное состояние, расширяется. Таким образом, при интенсивном электролизе в верхней части АКБ скапливается кислород и водород, концентрация которых при перезаряде батареи возрастает, а вместе с ней растёт и давление. Излишки газа естественным путём стравливаются через дренажные отверстия, но если автовладелец не следит за состоянием аккумулятора, они могут забиться, зашлаковаться, и это уже создаёт предпосылки для возникновения опасной ситуации. Впрочем, чтобы батарея взорвалась только из-за забитых отверстий, необходимо совпадение двух факторов: перезаряд большими токами и невозможность газов прорваться сквозь возникший по вине водителя заслон.

Неисправный генератор

Поскольку коленвал автомобиля вращается с разной скоростью, в зависимости от режима движения, генератор автомобиля, связанный с ним, также формирует напряжение разного номинала. Реле-регулятор следит за тем, чтобы на аккумулятор и другие потребители подавалось напряжение, не превышающее определённого значения (для АКБ это 14 В). Но когда в цепи генератора возникают проблемы, возможен перезаряд батареи, и далеко не всегда такие ситуации отслеживаются бортовым компьютером. В итоге запускается интенсивный электролиз со всеми вытекающими последствиями.

Проблемы с чехлом

Некоторые водители с целью защиты АКБ от загрязнения используют защитный кожух. Такие чехлы приводят к тому, что взрывоопасные газы скапливаются внутри, и достаточно любой искры, чтобы произошёл взрыв.

Понижение уровня электролита

Поскольку при перезаряде батареи часть электролита испаряется в виде газов, его уровень с течением времени уменьшается. Поэтому одной из основных операций по обслуживанию АКБ считается контроль уровня электролита. При его дефиците процессы газообразования происходят гораздо интенсивнее, что повышает вероятность взрыва батареи.

Искра и неисправности клемм

Пожалуй, искрообразование на клеммах батареи – самая частая причина взрывов аккумуляторов. В обычных условиях этого не должно быть, но если контакты ослаблены или окислены, любая тряска способна привести к появлению искры, и в результате газы, выходящие через отверстия в пробках, воспламеняются, и пламя мгновенно переходит внутрь корпуса батареи, приводя к его разрушению.

В каких случаях может взорваться аккумулятор?

Нам прислал письмо один из наших читателей, который ломает голову над инцидентом, произошедшим в его доме. У него в гараже взорвался автомобильный аккумулятор, стоявший на подзарядке. Как такое может быть и что могло стать причиной взрыва, мы и попытались разобраться.

Итак, вот какое письмо к нам пришло:

Напомним, что внутри аккумуляторных батарей, как правило, находится решетка из свинцовых пластин, которые погружены в серную кислоту. Да, в аккумуляторе вашей машины используется именно серная кислота, которая смешана с дистиллированной водой, в результате чего получается электролит.

Но благодаря реакции свинцовых пластин с серной кислотой и появляется электричество. К сожалению, без добра нет и зла. Дело в том, что подобным продуктом этой химической реакции является образование газообразного водорода, который очень легко воспламеняется. В большинстве случае водород образуется при нагревании электролита или его закипании.

Любая маленькая искра может привести к сжиганию водорода, что, конечно, очень плохо. Если аккумулятор вашей машины уже старый и понес некоторые потери воды, свинцовые пластины внутри батареи могут подвергаться воздействию воздуха. Когда ваш аккумулятор находится под высокой нагрузкой (автомобиль требует большое количество электричества), свинцовые пластины могут изгибаться, контактировать, образовывать электрическую дугу. Из-за их взаимодействия друг с другом внутри аккумулятора может образоваться искра, которая в итоге и приведет к воспламенению водорода. Далее все классически – батарея взрывается.

Грязные клеммы также могут быть источником искр, так как из-за плохого соединения клеммы с аккумулятором могут появиться электрические дуги. То же самое касается плохо закрепленных высоковольтных проводов, которые могут также образовывать искру, когда автомобиль, например, скачет на кочках. Но наш читатель, который прислал вопрос, просто заряжал аккумулятор в гараже. То есть аккумулятор не был под нагрузкой, а, наоборот, стоял на зарядке.

Ссылки по теме

Простейшее тестирование аккумуляторных батарей с помощью Optimate Test
Почему кипит аккумулятор?
Как проверить заряд и емкость автомобильного аккумулятора?
Купить пуско-зарядные устройства в нашем магазине

Решения по теме публикации

Почему литий-ионные батареи воспламеняются или взрываются?

К счастью, серьезные взрывы, вызванные литий-ионными аккумуляторами, случаются редко. Однако если они попадут в неправильные условия, есть небольшая вероятность возгорания или взрыва. Кандидатский проект Матиаса Хенриксена (USN) фокусируется на горючих газах, выделяемых из неисправной литий-ионной батареи, а также на скорости пламени и нарастании давления в этих газовых смесях. Исследование дает представление о том, какие типы опасности взрыва и сценарии можно ожидать при выходе из строя литий-ионной батареи, и может помочь более безопасно интегрировать эту технологию в различные приложения.

Матиас Хенриксен (USN)

При быстром поиске на YouTube или в Google можно найти несколько сотен видео и изображений литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов, вызывающих пожары и взрывы. Литий-ионные батареи сегодня используются во всех типах продуктов, возможно, чаще всего в электронных устройствах, таких как ноутбуки, сотовые телефоны и фотоаппараты, но они также являются привлекательным вариантом для крупномасштабного хранения энергии, например, в энергосистемах и электромобилях. К сожалению, если литий-ионные аккумуляторы подвергаются неправильным условиям, существует небольшая вероятность того, что может произойти серьезный отказ.Такой отказ может иметь серьезные последствия для больших аккумуляторных систем, и исследования, проливающие свет на эти последствия, имеют важное значение для принятия более эффективных мер безопасности.

Литий-ионные аккумуляторы

имеют все элементы, необходимые для самоподдержания пожара

Чтобы понять, как литий-ионный аккумулятор может загореться или взорваться, необходимо выяснить, как он устроен. Литий-ионный аккумулятор накапливает и выделяет свою электрическую энергию посредством электрохимических реакций. Когда электрическая энергия потребляется / разряжается от батареи, ионы лития перемещаются от одного электрода к другому.Электроды погружены в жидкость, называемую электролитом, которая обеспечивает движение ионов и состоит из соли лития и органических растворителей. Именно эти органические растворители являются основной опасностью возгорания литий-ионных аккумуляторов. Кроме того, положительно заряженный электрод (катод) в батарее содержит кислород, который может выделяться, если батарея подвергается определенным нагрузкам, например, внутреннему короткому замыканию, чрезмерному нагреву и т. Д. Это означает, что в литий-ионных аккумуляторах есть все элементы, необходимые для самоподдержания огня.

При сильном тепловом инциденте литий-ионная батарея может выделять часть легковоспламеняющегося электролита вместе с различными горючими / токсичными газами, такими как водород (H ₂), метан (CH ₄), окись углерода (CO) и плавиковая кислота (HF). Количество и скорость выделяемого газа зависят от различных параметров, связанных с химическим составом батареи и количеством запасенной электроэнергии. Выброс этих горючих газов может вызвать пожары и взрывы.

Одно изображение из высокоскоростного фильма о пламени в сфере взрыва

Исследование быстро движущихся пламен и ударных волн

В центре внимания моей Ph.D. Исследование посвящено горючим газам, выделяющимся из неисправной литий-ионной батареи, и пониманию типов опасностей и сценариев взрыва, которые можно ожидать при сильном отказе. Чтобы оценить опасность, связанную со взрывом, я сосредотачиваюсь на повышении давления и скорости пламени горючей газовой смеси. В нашей лаборатории есть взрывная сфера, где мы можем изучить все эти механизмы взрыва для различных типов легковоспламеняющихся смесей. Используя высокоскоростные камеры для съемки движущегося пламени внутри сферы взрыва, мы можем детально изучить пламя.У нас есть высокотехнологичные камеры, которые могут снимать с частотой от 50 до 5 000 000 кадров в секунду. Это позволяет нам изучать даже чрезвычайно быстро движущиеся языки пламени и ударные волны. Результаты этих экспериментов будут использоваться в качестве входных данных и для проверки инструмента моделирования, чтобы можно было прогнозировать возможные последствия. Эти прогнозы могут помочь более безопасно интегрировать литий-ионные технологии в их различные приложения.

К счастью, серьезные взрывы, вызванные литий-ионными аккумуляторами, случаются редко.Тем не менее, по-прежнему важно понимать возможные последствия взрыва облака паров литий-ионных аккумуляторов. Понимая последствия, можно принять более эффективные меры безопасности. Важность этой работы заключается в том, что она закладывает основу для усовершенствования средств безопасности, которые могут уменьшить или избежать ущерба материалам, человеческой жизни и окружающей среде.

Для получения дополнительной информации о проделанной работе в этой кандидатской диссертации. исследования, см. следующие публикации:

Хенриксен М., Ваагсэтер К., Лундберг Дж., Форсет С., Бьеркетведт Д.Взрывоопасные характеристики электролитов литий-ионных аккумуляторов при повышенных температурах. Журнал опасных материалов 2019; 371: 1–7. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.02.108.
Henriksen M, Vaagsaether K, A.V: Gaataug, Lundberg J, Forseth S, Bjerketvedt D. Скорость ламинарного горения смеси диметилкарбонат-воздух, образованной литий-ионным растворителем электролита. Горение, взрыв и ударные волны (Принята к публикации, 2020 г.).

В центре внимания извлеченные уроки: взрыв батареи

Необъяснимый взрыв перезаряжаемой батареи побудил Центр независимой проверки и проверки НАСА (IV&V) внедрить новые меры безопасности и предотвращения.

Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея, используемая для запуска аварийного генератора, взрывается без видимой причины и разливает серную кислоту рядом с генератором. 17 мая 2010 г. на пусковой батарее генератора № 1 разорвалась оболочка, оставив кислоту и осколки в районе дизель-генератора.

На момент отказа аккумуляторной батареи в генераторной не было персонала, пострадавших не было. Тем не менее, персонал IV&V регулярно посещает генераторную по причинам, не связанным с техническим обслуживанием, и нельзя ожидать, что он распознает присутствие и потенциальные опасности опасных отказов аккумуляторной батареи в неопределенное время.В результате взрыва аккумуляторной батареи графики профилактического обслуживания были пересмотрены, чтобы включить в нее усиленные проверки и обеспечение закупки или строительства соответствующих барьеров для предотвращения воздействия на персонал неисправностей аккумуляторных батарей для всех генераторов.

Генератор не запускался во время инцидента 2010 года. Подключения были проверены, была обеспечена надлежащая вентиляция и подтверждено правильное зарядное напряжение / сила тока. Причина взрыва аккумуляторной батареи не установлена.

Номер урока: 2876
Дата урока: 16 июня 2010 г.
Подающая организация: Независимая служба проверки и валидации

ОСОБЕННОСТИ

ИЗВЛЕЧЕННЫХ УРОКОВ

Взрыв аккумулятора может произойти из-за давления, создаваемого газами водорода и кислорода, образующимися во время зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов.
Небезопасное состояние может возникнуть, если в элементе батареи имеется высокая концентрация водорода и газа из-за засоренной или неисправной вентиляционной крышки.
Когда уровень электролита падает ниже верхней части пластин батареи, может образоваться низкоомный мостик, который может вызвать дугу или искру, когда начинает течь ток, что может способствовать взрыву.

РЕКОМЕНДАЦИИ

Включить дополнительные проверки и документацию в графики профилактического обслуживания.
Небезопасное состояние может возникнуть, если в элементе батареи имеется высокая концентрация водорода и газа из-за засоренной или неисправной вентиляционной крышки.
Приобретите или сконструируйте соответствующие защитные ограждения для аккумуляторов, чтобы предотвратить воздействие на персонал неисправностей аккумуляторов для всех генераторов.

Полный список см. В извлеченном уроке.

Джефф Норти
Фото предоставлено НАСА

IV&V CKO Джефф Норти о важности усвоенного урока:

Этот урок широко применим, потому что большинство государственных учреждений имеют системы резервного питания, которые включают использование свинцово-кислотных аккумуляторов для запуска аварийных генераторов и систем бесперебойного питания. Вероятность того, что это произойдет на других сайтах, высока.Мы надеемся, что, поделившись этим извлеченным уроком не только с НАСА, но и с нашими отраслевыми партнерами, мы повысим осведомленность о потенциальных решениях или превентивных мерах.

С увеличением использования аккумуляторных батарей для таких вещей, как электроинструменты и оборудование для газонов, общая осведомленность о безопасности использования батарей применима и дома.
Через несколько лет после того, как был написан этот урок, в лаборатории IV&V произошел еще один взрыв батареи на наших аварийных генераторах. Техник IV&V находился поблизости от батареи и мог получить травму.Однако, поскольку компания IV&V приняла меры в ответ на первоначальный взрыв — в частности, добавила контейнеры для аккумуляторов — травмы были предотвращены.
Мы также маркируем наши батареи и заменяем их не реже одного раза в пять лет.
Старые аналоговые зарядные устройства были заменены новыми современными цифровыми зарядными устройствами.
Мы проводим экскурсии по объектам и время от времени берем туристические группы по этому району. Использование взрывозащищенных защитных боксов дает некоторое облегчение в том, что туристические группы чувствуют себя в большей безопасности.

Прочитать полученный урок полностью

Посмотреть видео об уроке взрыва батареи

Полученные уроки

Пожар литий-ионной батареи роботов

Пожар батареи на объекте DSN в Мадриде

Литий-ионная батарея Пожар

Почему взрываются некоторые литий-ионные батареи

На изображениях в реальном времени запечатлена цепная реакция, приводящая к взрыву литий-ионных батарей. .

Процесс может происходить всего за миллисекунды: перегретые аккумуляторные модули создают эффект домино, выделяя все больше и больше тепла, и аккумулятор взрывается.Но оказывается, что не все батареи с одинаковой вероятностью выйдут из строя, согласно новому исследованию, опубликованному сегодня (28 апреля) в журнале Nature Communications.

«Наличие определенных средств безопасности может смягчить распространение некоторых из этого процесса теплового разгона», — сказал соавтор исследования Пол Ширинг, инженер-химик из Университетского колледжа Лондона в Соединенном Королевстве. Эти функции включают механические опоры внутри батареи, сказал Шеринг.

Результаты предлагают несколько способов сделать перезаряжаемые литий-ионные батареи более безопасными, пишут исследователи в статье.[9 необычных способов, которыми ваше техническое устройство может нанести вам вред]

Аккумуляторные батареи

Литий-ионные батареи — это рабочие лошадки современных гаджетов; они встречаются во всем: от смартфонов до гигантских реактивных двигателей и Tesla Model S. Обычно они состоят из двух слоев материала, называемых анодом и катодом, разделенных электропроводящей жидкостью. Ионы лития берут начало в катоде, слое материала, который в батареях ноутбуков и мобильных телефонов обычно включает кобальт, марганец, никель и кислород.Когда батареи заряжены, электричество перемещает ионы лития от катода через заполненный ионами электролитный флюид в анод, который состоит из стопок графита. Когда батарея разряжается, ионы лития возвращаются с анода обратно на катод. Батареи обычно бывают ячейковыми; По словам Шеринга, батарея ноутбука может состоять из трех или четырех ячеек, тогда как у Tesla Model S может быть тысячи.

Цепная реакция

Сотни миллионов литий-ионных батарей производятся каждый год, и катастрофические отказы, такие как взрыв или плавление, случаются редко, сказал Шеринг.Тем не менее, по данным Комиссии по безопасности потребительских товаров США, с 2002 года было отозвано 43 продукта из-за неисправных литий-ионных аккумуляторов.

Батареи могут взорваться или расплавиться при коротком замыкании внутренних электрических компонентов, при возникновении механических проблем после падения или аварии или при неправильной установке, сказал Шеринг. Но по сути, все эти сбои происходят из-за того, что одна часть батареи становится слишком горячей и не может остыть достаточно быстро, создавая цепную реакцию, которая выделяет все больше и больше тепла.

«Это своего рода снежный ком, который мы называем тепловым разгоном», — сказал Ширинг Live Science.

Во время теплового разгона миниатюрные аккумуляторные модули могут расплавиться, выделяя тепло, а материал электролита между анодом и катодом может даже закипеть, сказал Шеринг.

Типичные батареи питаются за счет химической реакции. [См. Полную инфографику] (Изображение предоставлено Карлом Тейтом, художником по инфографике)

Чтобы лучше понять эту опасную цепную реакцию, Ширинг и его коллеги нагрели литий-ионные батареи промышленного производства до 482 градусов по Фаренгейту (250 градусов по Цельсию).Используя высокоскоростную 3D-камеру и коллайдер частиц, который бомбардировал батареи синхротронным рентгеновским излучением, команда сделала тепловые изображения батарей, когда они подверглись переходу от вспышки к перегреву и тепловому разгоне.

Более безопасные батареи

Даже при высоких температурах не все батареи выходили из строя — некоторые из них имели внутренние защитные элементы, предотвращающие опасную реакцию. Из тех, что действительно вышли из строя, батареи с внутренними опорами оставались нетронутыми до тех пор, пока внутренняя температура не достигла отметки 1830 F (1000 C).В этот момент внутренняя медь расплавилась, что привело к неуправляемой цепной реакции.

Но батареи без этих внутренних опор взорвались, вероятно, из-за того, что их внутренние ядра разрушились, что могло привести к короткому замыканию внутренних электрических компонентов, как показало исследование.

По словам Шеринга, новый метод позволяет в будущем систематически тестировать функции безопасности батарей.

Хотя взрывающиеся батареи звучат устрашающе, на самом деле они довольно редки, сказал Шеринг.В конце концов, по его словам, большинство людей не печет свои айфоны во время повседневного использования.

«Нам пришлось довести их до действительно экстремальных условий, которые [вы] вряд ли встретите в своей повседневной работе», — сказал Ширинг.

Подписывайтесь на Тиа Гхош на Twitter и Google+ . Подпишитесь на Live Science @livescience, Facebook и Google+. Первоначально опубликовано на Live Science.

Электроника, которую мы выбрасываем, загорается в грузовиках и центрах утилизации, когда взрываются литий-ионные батареи

Один угол его стола обуглен от Apple iPhone, который начал дымиться, а затем взорвался после того, как он открыл его в 2016 году.В прошлом году его коллеге пришлось отодвинуть взорвавшуюся батарею iPad и эвакуировать территорию, пока она перегорела.

По всему миру горят мусоровозы и центры переработки. Корень проблемы: летучие литий-ионные аккумуляторы, запечатанные внутри нашей любимой электроники от Apple, Samsung, Microsoft и других. Они не только опасны, но и их сложно разбирать, что делает электронные отходы менее прибыльными и способствует нарастанию кризиса утилизации.

История продолжается под рекламой

В наши дни литий-ионные аккумуляторы используются в смартфонах, планшетах, ноутбуках, наушниках, игрушках, электроинструментах, скутерах, ховербордах и электронных сигаретах.

Старые устройства попадают в беду, когда мы выбрасываем их в мусор, засовываем в мусорную корзину или даже несем ответственно в центр по утилизации электронных отходов. Официальных данных об этих пожарах нет, но неофициальные данные очевидны. Только с весны 2018 года батареи подозреваются как причина пожаров при утилизации отходов в Нью-Йорке, Аризоне, Флориде, Висконсине, Индиане, Айдахо, Шотландии, Австралии и Новой Зеландии. В Калифорнии недавнее обследование предприятий по утилизации отходов показало, что в 83 процентах случаев за последние два года произошел хотя бы один пожар, из которых 40 процентов были вызваны литий-ионными батареями.

История продолжается под рекламным объявлением

По статистике, частота возгораний низкая — 1 из 3000 аккумуляторов мобильных устройств, которые обслуживает Cascade, испытывает тепловое событие. Но когда батареи вызывают искрение другого материала, результат может быть катастрофическим. В 2016 году Экологический центр Шоруэй, обслуживающий Кремниевую долину, пострадал от 4-х аварийных пожаров, которые, как он подозревает, были вызваны литий-ионной батареей, которая осталась незамеченной среди прочего мусора в его сортировочных системах. Ущерб от пожара обошелся в 8,5 миллиона долларов.

Винить полно. Нельзя по неосторожности выбрасывать электронику с батарейным питанием в мусорное ведро. (Вот что вам следует делать.) Местные органы власти не придумали для нас хороших способов избавиться от этого распространенного, но опасного материала. Техническая пресса (включая меня) должна меньше писать о блестящих новинках и больше о том, как продлить срок службы старых. Некоторые производители гаджетов, в том числе Apple, предпринимают шаги, чтобы упростить утилизацию.

Но в конечном итоге это экологическая проблема, разработанная самой технологической отраслью.И пора им владеть.

Как утилизировать iPad, чтобы он не загорелся

Достаточно плохо, что литий-ионные батареи опасны. Но часто из-за тонких и портативных гаджетов извлечение батарейки становится особенно трудным.

Продолжение истории под рекламой

Чтобы увидеть это как переработчик, я провел день с Флорес-Эрнандес в Cascade, компании по переработке электронных отходов в Висконсине. Он принимает все виды электроники от предприятий, которые платят ему за стирание данных и переработку — около 257 000 единиц в прошлом году.По возможности Cascade ремонтирует устройства или собирает ценные детали. Когда вещи слишком старые, Cascade разбирает их и пытается спасти товары.

С некоторыми из наших любимых мобильных устройств это легче сказать, чем сделать. Из своей стопки использованных планшетов Флорес-Эрнандес показывает мне 6-летний iPad с разбитым экраном. Прежде чем его можно будет отправить в измельчитель, который разделяет материалы, которые можно расплавить, он должен вручную достать батарею.

Надо было присесть — процесс занял 40 минут.Чтобы добраться до батареи, сначала Флорес-Эрнандес должен снять с нее электронику. Шаг первый: он кладет iPad на пластину, нагретую до 100 градусов, примерно на четыре минуты, чтобы ослабить клей, прилипающий к экрану. Затем отключается разбитое стекло, экран и десятки крошечных винтов.

История продолжается под рекламой

Нет никаких признаков того, что продукты Apple могут загореться с большей вероятностью, чем другие устройства (хотя Cascade утверждает, что они были источником всех возгораний с 2015 года).Но iPad разбирать сложнее. «По шкале от 1 до 10 я бы сказал, что это 8 или 9», — говорит Флорес-Эрнандес.

Примерно через 30 минут после операции на iPad наступает самый сложный этап: вытаскивание аккумулятора, приклеенного к задней части iPad. После того, как iPad снова нагрелся, чтобы ослабить клей, он с помощью нескольких пластиковых скребков вытолкнул батарею — плоскую, как пластиковую гребенку, и почти такую же ширину, — как iPad.

История продолжается под рекламой

«Не сгибай.Не тыкай. Просто постарайтесь не торопиться, — говорит Флорес-Эрнандес.

Я задерживаю дыхание. Наш iPad не взрывается. Этот раз.

«Это больше, чем просто проблема безопасности», — говорит генеральный директор Cascade Нил Петерс-Мишо. Склеивание компонентов вместе и сокрытие батарей также делает переработку менее прибыльной. За обучение, меры предосторожности и усилия, которые потребовались для извлечения батареи из iPad, Cascade заработает на товарах от 50 центов до 1 доллара. «Работа и время — деньги», — говорит Петерс-Мишо.

История продолжается под рекламой

«Я просто не понимаю, почему Apple не включает конструктивные особенности, которые могут быть полезны ее пользователям и сообществу, занимающемуся повторным использованием и переработкой, для безопасного продления срока службы своих продуктов», — говорит он.

Риск состоит в том, что такие устройства, как старые iPad, могут стать непригодными для вторичной переработки, по крайней мере, с экономической точки зрения, для компаний, выпускающих металлолом, которым не платят иным способом. Сегодня фирмы все еще могут зарабатывать деньги, перепродавая iPad. Но кто будет обрабатывать все старые iPad, которые сейчас лежат в ящиках и теряют свою рыночную стоимость?

«Мы приближаемся к критическому моменту, когда разделение материалов является более дорогостоящим процессом, чем стоимость материалов, которые могут быть восстановлены», — говорит Крейг Босвелл, соучредитель HOBI International, компании, занимающейся электронными отходами. в Аризоне, Иллинойсе и Техасе.«Это относится не только к iPad, но и к большинству устройств, в которых есть внутренние герметичные батареи».

Что плохого в съемных батареях?

История продолжается под рекламой

Герметичный подход делает электронику тоньше, чего, по словам компаний, мы и хотим — съемные батареи требуют дополнительной защиты, занимающей место. Герметизация батареи со сроком службы всего несколько лет также является способом заставить клиентов обновиться, хотя технологические гиганты заявили, что не вносят запланированное устаревание в свои конструкции.

Apple не ответила на мои вопросы о своей практике.

Apple, которая делает больше для таких проблем, как экологически чистая энергия и опасные химические вещества, чем большинство крупных технологических компаний, не единственная в разработке продуктов, требующих вторичной переработки.

В прошлом году Гринпис оценил компании по их общему воздействию на окружающую среду. Сюда входит оценка «продления срока службы продукта» — показатель того, как продукты предназначены для разборки для ремонта, повторного использования и переработки. Большинство фирм, в том числе Apple, Microsoft и Samsung, получили в этой категории оценки.

Они могли бы извлечь уроки из опыта HP, получившего оценку A от Greenpeace за продление срока службы продукта. Он производит продукты, которые легко модернизируются и разбираются (включая ноутбуки и планшеты со сменными батареями), и широко распространяет инструкции по ремонту и разборке.

История продолжается под рекламой

Apple взяла на себя некоторые публичные обязательства по утилизации. Он предлагает программу возврата, в рамках которой оплачивается надлежащая переработка продукции на предприятиях, которые она проверяет. Apple не разглашает, сколько материала, которое она создает, она забирает обратно, но другие переработчики говорят мне, что это, вероятно, небольшая часть.В прошлом году финансируемая отраслью программа под названием Call2Recycle собрала 2,7 миллиона фунтов литий-ионных батарей, что, по ее словам, представляет собой «однозначный процент» от всех проданных в США

На данный момент есть только один робот Daisy (с второй в разработке), и Apple не сообщила, сколько iPhone Дейзи переработала. Компании по переработке отходов, которые обрабатывают тысячи различных видов электроники, говорят, что они скептически относятся к тому, что получат большую выгоду от робота, который разбирает только один вид вещей.

Большинство людей, с которыми я разговаривал в сфере вторичной переработки, согласны с тем, что есть лучшее решение: вернуться к съемным батареям.

«У вас может быть очень элегантный дизайн и высокая плотность энергии», — говорит Карл Смит, генеральный директор Call2Recycle. «Я не думаю, что это два совершенно независимых понятия».

Итак, как обозреватель гаджетов, позвольте мне четко сказать технологической индустрии: откажитесь от своей тонкой одержимости. Мы с радостью возьмем электронику с небольшим дополнительным барахлом в багажнике, если это означает, что мы сможем легко заменить батареи, чтобы они прослужили дольше — и были более уверены, что они не воспламенит перерабатывающий ад.

Дополнительные технические советы и анализ от Джеффри А. Фаулера:

Почему устройства с питанием от ионных батарей продолжают взрываться

Новости нашей фирмы относительно COVID-19

Есть множество причин, по которым литий-ионные батареи являются источником питания для повседневной электроники. Они эффективны, обладают большой емкостью и длительным сроком службы — и питают все, от сотовых телефонов и ноутбуков до электронных ручек и автомобильных аккумуляторов.

К сожалению, одна из возникающих проблем с литий-ионными батареями является потенциально смертельной: они склонны к перегреву и даже воспламенению.

Boosted, производитель популярной электронной доски для скейтбординга, был последним, кто предупредил клиентов о риске на этой неделе после двух инцидентов, когда батареи его продукта вышли из строя. Хотя никто не пострадал и батареи не взорвались, компания попросила тех, кто приобрел ее электрический скейтборд первого поколения, прекратить их использовать.

Эта новость появилась после полномасштабного отзыва сотового телефона Samsung Galaxy Note 7 после сообщений о взрывах устройств в руках и карманах пользователей — в некоторых случаях даже во время вождения.

Когда и почему взрываются литий-ионные батареи

Есть несколько распространенных причин взрыва литий-ионных аккумуляторов. Это происходит, когда:

Батареи заряжаются слишком быстро.
Батареи заряжены неправильным аксессуаром.
Стенки, разделяющие батареи, разрушаются, вызывая химическую реакцию, которая вызывает взрыв.
Имеется производственный брак. В Samsung Galaxy Note 7 был предполагаемый производственный дефект, из-за которого положительные и отрицательные компоненты батарей соприкасались, что приводило к взрывам.

Взрывающиеся литий-ионные батареи: краткая история

Хотя взрывающиеся литий-ионные аккумуляторы в телефонах Samsung Galaxy Note 7, возможно, привлекли внимание средств массовой информации во всем мире, они не были первыми устройствами, которые серьезно, а в некоторых случаях и смертельно травмировали потребителей после возгорания или взрыва.

Прочие взрывающиеся устройства включают:

Электронные ручки для электронных сигарет — Независимо от того, называете ли вы их вейп-ручками или электронными сигаретами, литий-ионные батареи, питающие электронные системы доставки никотина (ENDS), подвержены взрывам. Согласно федеральной статистике, было 126 сообщений о перегреве, извергании пламени или взрывах электронных сигарет, которые вызывали у пользователей ожоги (некоторые требовали пересадки кожи) и другие травмы. Большинство взрывов произошло во время зарядки аккумуляторов.В то время как отрасль ЭСДН недавно стала регулироваться на федеральном уровне, отсутствие надзора за растущей отраслью в значительной степени объясняется всплеском пожаров и взрывов.
Ховерборды — В прошлом году ховерборды были популярной покупкой, но они попали в заголовки не по той причине, что их литий-ионные батареи начали перегреваться и загораться. Потребитель недавно подал в суд на Amazon после того, как ховерборд, купленный в интернет-магазине, взорвался, и последовавший за этим пожар уничтожил его дом за миллион долларов.Это не был единичный инцидент — Комиссия по безопасности потребительских товаров США утверждает, что самобалансирующиеся самокаты стали причиной почти 100 электрических возгораний.
Компьютеры — После того, как появились сообщения о перегреве компьютеров, а в некоторых случаях даже о плавлении, прошлым летом HP отозвала 50 000 компьютеров Compaq, HP ProBook, HP Envy и других моделей компьютеров. В четырех отчетах был указан материальный ущерб на тысячи долларов.

Предотвращение взрыва литий-ионных батарей

Если вы используете продукт, работающий от литий-ионных батарей, есть несколько простых шагов, которые вы можете предпринять, чтобы снизить риск возгорания или взрыва:

Держите их в прохладе .Не храните устройства в горячих машинах или при других экстремальных температурах. Эксперты по безопасности даже рекомендуют хранить мобильный телефон где-нибудь, кроме кармана, потому что он может слишком сильно нагреться от тепла вашего тела.
Держите их отдельно . Если одна литиевая батарея взорвется, другая, которая хранится поблизости, также может загореться. Не искушайте судьбу — храните свои устройства с литий-ионными аккумуляторами в разных местах.
Используйте правильное зарядное устройство . Проще говоря: если вы используете любое зарядное устройство, кроме того, которое было в комплекте с устройством, вы подвергаетесь большему риску возгорания и / или взрыва.

После более чем 30 лет работы с клиентами, получившими травмы, мы знаем, что как бы осторожны вы ни были, иногда случаются несчастные случаи. Когда доходит до взрывающихся устройств, иногда это не ваша вина.

Если вы получили травму в результате взрыва вейп-ручки, мобильного телефона или другого устройства, работающего от литий-ионного аккумулятора, вы можете иметь право на получение денег, чтобы компенсировать вам медицинские счета, потерю заработной платы, а в некоторых случаях даже боль и страдания.

Позвоните сегодня адвокатам Edgar Snyder & Associates по травмам, связанным с продуктом, — мы можем помочь определить, кто несет ответственность за вашу травму, и есть ли у вас дело. Мы доступны круглосуточно и без выходных. , поэтому свяжитесь с нами сегодня для бесплатного рассмотрения дела. Помните: нет никаких обязательств пользоваться нашими услугами, и никогда не будет взиматься плата, если мы не получим за вас деньги.

Пожарное управление США Комиссия США по безопасности потребительских товаров «Почему литий-ионные батареи все еще взрываются, и что делается для решения этой проблемы», Consumer Reports, 21 сентября 2016 г.

Новости нашей фирмы относительно COVID-19 — Наша неизменная приверженность обслуживанию клиентов

Edgar Snyder & Associates посвящен вам и готов помочь вам в это время неопределенности.Наши мысли со всеми, кто пострадал от этой вспышки.

В свете текущей вспышки коронавируса Edgar Snyder & Associates вела дела виртуально, чтобы помочь обеспечить безопасность сообщества, которое мы обслуживаем и нанимаем каждый день. Здоровье и безопасность наших клиентов, сотрудников и партнеров являются нашим главным приоритетом и приоритетом.

Что это значит для наших клиентов

Наш сервис, представительство и немедленный ответ нашим клиентам остаются безупречными.Вы по-прежнему можете связаться с нами по телефону, электронной почте, тексту или видеочату точно так же, как вы привыкли. Кроме того, мы будем встречаться с клиентами виртуально, а не лицом к лицу. Для безупречной работы мы будем полагаться на наши самые современные технологии и возможность подключения в режиме 24/7. Наши высокие стандарты обслуживания и представительства останутся неизменными.

Что это значит для нуждающихся в юридической помощи

Использование новейших технологий позволяет вам встречаться с нашими юристами и следователями и подписывать все необходимые документы с помощью телефона, планшета или компьютера.Срок истекает, и доказательства исчезают. Пожалуйста, дайте нам возможность помочь вам защитить свои права, связавшись с нами как можно скорее.

Что привело к взрыву литиевой батареи?

Тип взрыва сердечника батареи можно кратко охарактеризовать как внешнее короткое замыкание, внутреннее короткое замыкание и перезаряд. Внешняя часть здесь относится к внешней стороне аккумуляторной батареи и включает короткое замыкание, вызванное плохой конструкцией изоляции внутри аккумуляторного блока.

Характеристики лития

Литий — самый маленький и самый активный металл в химической таблице Менделеева.Небольшие по размеру и высокой плотности емкости, они широко приветствуются потребителями и инженерами. Однако химические свойства слишком активны и представляют очень высокий риск.

При контакте с воздухом металлический литий может взорваться с интенсивным окислением кислорода. Чтобы повысить безопасность и повысить напряжение, ученые изобрели такие материалы, как графит и оксид лития-кобальта, для хранения атомов лития. Молекулярная структура этих материалов образует наноразмерную сетку хранения, которую можно использовать для хранения атомов лития.Таким образом, даже если корпус батареи сломан и в него попадет кислород, молекулы кислорода будут слишком большими, чтобы попасть в эти мелкие элементы, так что атомы лития не вступают в контакт с кислородом, чтобы избежать взрыва. Этот принцип литий-ионных батарей позволяет людям достигать высокой плотности при сохранении безопасности.

Когда литий-ионный аккумулятор заряжается, атом лития положительного электрода теряет электроны и окисляется до ионов лития. Ионы лития проплывают через электролит к отрицательному электроду, входят в ячейку отрицательного электрода и получают электрон, который восстанавливается до атома лития.При разряде вся программа меняется на противоположную. Чтобы предотвратить короткое замыкание батареи при прямом контакте между положительной и отрицательной клеммами, в батарею добавляется разделительная бумага с большим количеством мелких отверстий для предотвращения коротких замыканий. Хорошая диафрагменная бумага также может автоматически закрывать поры при слишком высокой температуре батареи, так что ионы лития не могут проходить сквозь них и предотвращать опасность.

Защитные меры

Верхний предел зарядного напряжения

Элементы литиевой батареи

начнут давать побочные эффекты, если они будут перезаряжены до напряжения выше 4.2В. Чем выше напряжение перезаряда, тем выше риск. После того, как напряжение литиевой батареи превышает 4,2 В, количество атомов лития, остающихся в материале положительного электрода, составляет менее половины. В это время аккумуляторная ячейка часто разрушается, вызывая необратимое падение емкости батареи.

Если зарядка продолжается, поскольку ячейка отрицательного электрода уже заполнена атомами лития, последующий металлический литий будет накапливаться на поверхности материала отрицательного электрода.Эти атомы лития растут дендритами от поверхности отрицательного электрода в направлении ионов лития. Эти кристаллы металлического лития проходят через разделительную бумагу, закорачивая положительный и отрицательный электроды.

Иногда батарея взрывается до того, как произойдет короткое замыкание. Это связано с тем, что во время процесса перезарядки электролит и другие материалы будут трескаться и выделять газ, вызывая вздутие и разрыв корпуса батареи или клапана давления, позволяя кислороду проникать и реагировать с атомами лития, осажденными на поверхности отрицательного электрода. .Потом взорвался.

Следовательно, при зарядке литиевой батареи необходимо установить верхний предел напряжения, чтобы учесть срок службы, емкость и безопасность батареи. Оптимальное напряжение зарядки ограничено до 4,2 В.

Нижний предел разрядного напряжения

Литиевые батареи

также должны иметь нижний предел напряжения при разряде. Когда напряжение элемента ниже 2,4 В, некоторые материалы начнут разрушаться. Поскольку аккумулятор саморазрядится, напряжение будет ниже в течение более длительного времени.Поэтому лучше не ставить на 2,4В до упора. В период от разряда 3,0 В до 2,4 В энергия, выделяемая литиевой батареей, составляет всего около 3% от емкости батареи. Следовательно, 3,0 В — идеальное напряжение отсечки разряда.

Ограничение тока

При зарядке и разрядке, помимо ограничения напряжения, также необходимо ограничение тока. Когда сила тока слишком велика, ионы лития не могут попасть в элемент и будут накапливаться на поверхности материала.Когда эти ионы лития получают электроны, на поверхности материала образуются кристаллы атомов лития, что опасно как перезаряд. В случае поломки батарейного отсека он взорвется.

Следовательно, защита литий-ионной батареи должна включать как минимум три фактора: верхний предел зарядного напряжения, нижний предел разрядного напряжения и верхний предел тока. В обычном блоке литиевых батарей, помимо сердечника литиевой батареи, будет защитная плата, которая в основном предназначена для обеспечения этих трех защит.

Однако этих трех защит платы защиты явно недостаточно, и глобальный взрыв литиевой батареи все еще случается часто. Чтобы обеспечить безопасность аккумуляторной системы, необходимо провести более тщательный анализ причины взрыва аккумуляторной батареи.

Причина взрыва аккумуляторной батареи

1. Внутренняя поляризация большая.

2. Полюсный наконечник поглощает воду и вступает в реакцию с электролитом, образуя воздушный барабан.

3, Качество самого электролита, проблемы с производительностью.

4. Количество впрыскиваемой жидкости во время закачки не соответствует технологическим требованиям.

5. Плохие характеристики лазерной сварки и сварки в процессе сборки, а также утечка воздуха и обнаружение утечек.

6. Пыль, сильная пленочная пыль легко может привести к короткому замыканию, конкретные причины неизвестны.

7. Положительный и отрицательный электроды толще, чем технологический диапазон, и их трудно ввести в корпус.

8, проблема уплотнения впрыска жидкости, производительность уплотнения стального шара не очень хорошая, что приводит к воздушному барабану.

9. Материал оболочки имеет толстую стенку оболочки, и деформация оболочки влияет на толщину.

Анализ типа взрыва

Внешнее короткое замыкание

Когда короткое замыкание происходит вне элемента, и электронный компонент не может отключить цепь, внутри элемента генерируется сильное тепло, вызывая испарение части электролита и увеличивая корпус батареи. Когда внутренняя температура батареи достигает 135 градусов Цельсия, качественная диафрагменная бумага закроет поры, электрохимическая реакция прекратится или почти прекратится, ток внезапно упадет, а температура будет медленно падать, что позволит избежать взрыв.Однако скорость закрытия пор слишком мала, или разделительная бумага, которая совсем не закрывает поры, будет вызывать дальнейшее повышение температуры батареи, испарение большего количества электролита и, наконец, корпус батареи сломается, и батарея температура повышается даже до. Материал горит и взрывается.

Внутреннее короткое замыкание

Внутреннее короткое замыкание в основном вызвано заусенцами медной фольги и алюминиевой фольги, пронизывающей диафрагму, или дендритом атомов лития, пронизывающим диафрагму.Эти крошечные игольчатые металлы могут вызывать микрокороткое замыкание. Поскольку игла очень тонкая и имеет определенное значение сопротивления, ток не обязательно будет большим. Заусенцы на медной и алюминиевой фольге возникают в процессе производства. Наблюдаемое явление заключается в том, что батарея протекает слишком быстро, и большинство из них может быть проверено заводом по производству аккумуляторов или сборочным предприятием. Более того, поскольку заусенцы небольшие, их иногда сдувает, чтобы аккумулятор пришел в норму. Следовательно, вероятность взрыва, вызванного микрокоротким замыканием заусенца, невелика.

Перегрузка

Таким образом, можно получить неисправный аккумулятор с низким напряжением вскоре после зарядки на каждом заводе по производству аккумуляторов, но есть несколько случаев взрыва и статистической поддержки. Следовательно, взрыв, вызванный внутренним коротким замыканием, в основном вызван перезарядом. Потому что после перезарядки линзообразные кристаллы металлического лития находятся на полюсном наконечнике повсюду, а точка прокола — повсюду, и микрокороткие замыкания возникают повсюду. Следовательно, температура батареи будет постепенно увеличиваться, и, наконец, высокая температура будет являться газом электролита.В этом случае, если температура слишком высока, горит и взрывается материал или сначала ломается внешняя оболочка, это взрывы, вызванные перезарядкой.

Хотя литиевая батарея иногда выходит из строя, это все еще своего рода безопасная и отработанная технология, и поэтому, когда батарея внезапно взорвалась, это станет новостью, которая также показывает, что значительный сбой — это то, как редко производители аккумуляторов предотвращают сбой батареи, установлено большое количество защитных мер или хотя бы уменьшить неисправность, вызванную повреждением.

Чтобы избежать вышеперечисленных проблем, нам необходимо выбирать безопасные аккумуляторы от надежных производителей аккумуляторов. Аккумуляторы Grepow соответствуют требованиям ROHS, CE, UL, UN38. 3, MSDS и другие сертификаты. Он соответствует международным стандартам для обеспечения безопасности для всех приложений. Обладая более чем 20-летним опытом обслуживания клиентов, компания Grepow разработала очень полную систему обслуживания, специально адаптированную для наших клиентов, которая помогает нам лучше понять ваши потребности на первом этапе нашего взаимодействия с очень эффективным способом.Если вы хотите настроить аккумуляторы, просто отправьте нам основную информацию, и мы предоставим вам идеальные решения для литий-полимерных аккумуляторов. Все, что вам нужно, это связаться с нами.

Если вас интересуют наши продукты, не стесняйтесь обращаться к нам в любое время!
Электронная почта: [email protected]
Grepow Веб-сайт: https://www.grepow.com/

Батареи не должны воспламеняться

Ховерборд Mahoneys оказался взрывом из прошлого. Но не так, как Стоунхэм, Массачусетс.Семья надеялась.

На колесной платформе игрушки можно нести стоящего всадника по окрестностям. Этот не использовался много лет. Несколько последних вращений перед тем, как пожертвовать их на благотворительность, показались забавой. Поэтому мама подключила его, чтобы зарядить литий-ионный аккумулятор.

Explainer: Чем отличаются аккумуляторы и конденсаторы

Во время зарядки аккумулятор перегрелся и взорвался. Возникшее пламя привело к пожару в доме семьи. В то время дома была дочь-подросток. Когда дом наполнился дымом, она вылезла из окна второго этажа на выступ.Оттуда она спрыгнула на землю, пока рядом стояли полицейские. По сообщениям новостей, эпизод 2019 года нанес ущерб на сотни тысяч долларов.

Химик Джудит Дживараджан много слышала о проблемах с продуктами, работающими от литий-ионных батарей. Она изучает химию и безопасность аккумуляторов в Underwriters Laboratories в Хьюстоне, штат Техас. Компания проводит исследования безопасности продуктов, которые мы используем ежедневно.

Только в Соединенных Штатах государственное агентство по безопасности получило тысячи сообщений о неисправностях литий-ионных батарей.Хорошие новости: количество катастрофических отказов снизилось, — говорит Дживараджан. По ее словам, сегодня примерно 1 из 10 миллионов литий-ионных батарей выходит из строя. И сообщения о пламени ховербордов пошли на убыль. Теперь Дживараджан слышит больше о проблемах с батареями в электронных сигаретах.

Сюда входит взрыв вейп-ручки в 2018 году, в результате которого в больницу был отправлен подросток с раздробленной челюстью и дырой в подбородке. По оценкам одного исследования, в период с 2015 по 2017 год более 2000 взрывов батарей или ожогов отправили вейперов в больницу.Было даже пара смертей.

Проблема в том, что перегретая батарея для электронных сигарет может быстро выйти из-под контроля. По словам Дживараджана, пользователи могут серьезно пострадать. «Но еще … горит ковер, горят шторы, горит мебель и так далее». Она отмечает, что, несмотря на то, что в нем всего один литий-ионный аккумулятор, вышедший из строя аккумулятор для электронных сигарет «может нанести очень большой ущерб».

К счастью, большинство литий-ионных батарей работают по назначению — и не загораются. Но в таком случае результат может быть катастрофическим.Поэтому исследователи работают над тем, чтобы сделать эти батареи более безопасными, но при этом делают их еще более мощными.

Литий-ионные батареи

можно найти во многих обычных устройствах. Но при правильных (или неправильных) условиях они могут загореться и даже взорваться.

Литий-ионная революция

Литий-ионные аккумуляторы есть везде. Они есть в сотовых телефонах, портативных компьютерах и даже игрушках. Крошечные питают носимую электронику. Эти батареи «действительно произвели революцию в нашем мире», — говорит Нил Дасгупта.Он инженер-механик в Мичиганском университете в Анн-Арборе. Некоторые автопроизводители начинают заменять бензиновые двигатели литий-ионными батареями. «Это может позволить нам использовать возобновляемые источники энергии для заправки наших автомобилей», — отмечает Дасгупта.

Эта технология настолько важна, что ученые, добившиеся ключевых достижений, увезли домой Нобелевскую премию по химии 2019 года.

Ученые говорят: Power

Литий-ионные батареи дебютировали в бытовой электронике в 1991 году.Они были громоздкими и не давали много энергии. С тех пор они стали меньше, дешевле и содержат больше энергии. Но все еще есть возможности для улучшения. По словам Дасгупты, одной из серьезных проблем является увеличение накопления энергии без ущерба для низкой стоимости или безопасности.

Ученые обычно описывают накопление энергии как общую энергию, деленную на вес или объем батареи. Это плотность энергии батареи. Если ученым удастся увеличить эту плотность, они смогут изготавливать батареи меньшего размера, которые по-прежнему обеспечивают много энергии.Это может сделать, например, более легкие ноутбуки. Или электромобили, которые путешествуют дальше на одной зарядке.

Плотность энергии — одна из причин, по которой литий так привлекателен для производителей батарей. Третий элемент периодической таблицы, литий, очень легкий. Его использование помогает собрать много энергии в небольшой или легкий блок.

Батареи вырабатывают электрический ток в результате химических реакций. Эти реакции происходят на электродах батарей. Анод (AN-oad) является отрицательно заряженным электродом, когда батарея подает питание.Катод (KATH-oad) — положительно заряженный. Ионы — молекулы, которые имеют заряд — перемещаются между этими электродами в материале, называемом электролитом.

Этот электролит делает литий-ионные батареи потенциально опасными для возгорания. Электролит представляет собой легковоспламеняющуюся жидкость на основе углерода (органическую). Органические соединения позволяют литий-ионным батареям достигать высокого напряжения. Это означает, что аккумулятор может хранить больше энергии. Но эти органические электролиты могут вызвать пожар, если аккумулятор перегреется.

Такие перегретые батареи стали причиной пожаров и, что еще хуже, взрывов.

Термический разгон

Литий-ионный аккумулятор может перегреться, если у него слишком много или слишком мало заряда. Разработчики аккумуляторов используют компьютерный чип для контроля уровня заряда. Когда заряд батареи вашего устройства составляет 5 процентов, значит, он не совсем разряжен. Но если батарея разряжается сильнее или заряжается слишком сильно, могут произойти опасные химические реакции.

В одной из этих реакций на аноде образуется металлический литий (вместо накопления ионов лития внутри анода).«Это действительно может вызвать горячие точки. И [металл] может реагировать с электролитом », — объясняет Дживараджан. Другая реакция высвобождает кислородный газ из катода. По ее словам, сочетание тепла и легковоспламеняющегося электролита является «действительно хорошей комбинацией, чтобы [разжечь] огонь».

Этот батарейный блок загорелся после выхода из теплового разгона. Это состояние вызвано химическими реакциями, которые вызывают сильный перегрев батареи. Джудит Дживараджан / UL

Это может вызвать процесс, называемый тепловым разгоном.«Эти вещи [могут] происходить так быстро, что это очень неконтролируемо», — говорит Дживараджан. Эти реакции с выделением тепла подпитывают себя. Они становятся все горячее и горячее. Неуправляемый блок, содержащий много батарей, может быстро нагреться до температуры более 1000 ° по Цельсию (1832 ° по Фаренгейту).

Физические повреждения также могут вызывать реакции с выделением тепла. Разделитель разделяет два электрода. Но если что-то раздавит или проткнет аккумулятор, они могут коснуться. Это заставило бы их отреагировать, вызвав прилив электронов.Это называется коротким замыканием. Он может выделять много тепла и вызывать термический разгон.

Итак, некоторые инженеры работают над уменьшением вероятности возгорания аккумуляторов.

Твердое состояние духа

Замена легковоспламеняющейся жидкости в литий-ионных батареях снизит риск возгорания. Таким образом, инженеры, такие как Дасгупта и его команда в Анн-Арборе, изучают твердые электролиты.

В одном из типов твердого электролита используются полимеры.Это соединения, подобные тем, которые используются для изготовления пластмасс. Команда Дасгупты также работает с керамикой. Эти материалы похожи на то, из чего сделаны некоторые обеденные тарелки и напольная плитка. Керамические материалы не горючи. «Мы можем помещать их в духовку при очень высоких температурах», — отмечает он. «И они не загорятся».

Твердые электролиты могут быть безопаснее, но они создают новые проблемы. Работа электролита — переносить ионы. В жидкости это обычно проще и быстрее.Но некоторые твердые тела позволяли литию проникать почти так же хорошо, как и в жидкости.

Аккумуляторы, в которых используются такие твердые электролиты, все еще нуждаются в доработке. Инженеры пытаются выяснить, как повысить свою производительность и повысить надежность их производства. Одна проблема, которую решают Дасгупта и его команда: силы внутри таких батарей. Силы создаются в месте контакта твердого электролита с твердым электродом. Эти силы могут повредить аккумулятор.

Чтобы сделать батарею более мощной, команда Дасгупты и другие пытаются заменить анод.Графит — тот же материал, что и «грифель» карандаша — типичный анодный материал. Он действует как губка для ионов лития. Обратной стороной является то, что он ограничивает количество энергии, которое может удерживать батарея. Заменив графитовый анод металлическим литием, батарея сможет удерживать в 5-10 раз больше заряда.

Но у металлического лития есть свои проблемы.

Помните, как ученые не хотят, чтобы на аноде батареи образовывался металлический литий? Это потому, что «это очень реактивный материал», — объясняет Дасгупта.«Металлический литий вступает в реакцию почти со всем». (Например, бросьте кусок в воду, и он образует ярко-розовую жидкость, пузырящуюся газом.) Он отмечает, что даже трудно предотвратить реакцию лития с электролитом батареи.

По мере перезарядки этой батареи образуются мшистые структуры, называемые дендритами. Внутри батареи эти дендриты могут повредить сепаратор, предназначенный для разделения анода и катода. Если два электрода соприкоснутся, может возникнуть короткое замыкание с перегревом и пламенем.К. Н. Вуд и др. / ACS Central Science 2016

С литий-металлическим анодом батарея будет делать то, чего избегают в обычных литий-ионных батареях: производить металлический литий во время перезарядки. Это непростой процесс. Вместо того, чтобы образовывать красивую плоскую поверхность, новый металл приобретает интересные формы — мшистые структуры, называемые дендритами. Эти дендриты могут представлять опасность. Они могут повредить сепаратор, разделяющий анод и катод. И это может привести к короткому замыканию и тепловому выходу из строя.

Дасгупта и его команда выяснили, как наблюдать за ростом этих дендритов. Сделали батарею и подключили к микроскопу. Они узнали, что поверхность анода очень важна. Большинство поверхностей не идеально гладкие. У них есть недостатки, отмечает Дасгупта. К ним относятся примеси и места, где сместились атомы.

Дефект может превратиться в очаг. «Когда вы пытаетесь зарядить аккумулятор, теперь ионы лития действительно хотят сосредоточиться на этой горячей точке», — говорит он. В горячих точках дендриты начинают расти.Чтобы предотвратить образование дендритов, группа проектирует поверхность в наномасштабе. Вместо того, чтобы делать поверхность суперплоской, они могли бы придать ей форму, контролирующую горячие точки.

Батарея, которая не загорится

Спенсер Ланжевен держит паяльную лампу над электролитом батареи размером с монету. При температуре около 1800 ° C (3272 ° F) слой геля потрескивает, как карамельная корочка на десерте из модных брюк, крем-брюле (Krem Bru-LAY).

Этот электролит, материал, который позволяет ионам лития перемещаться внутри батарей, не загорается при поджоге пламенем.Он был разработан исследователями из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса.

Этот звук — вода в кипящем электролите, объясняет химик. Ланжевен — часть команды, создавшей электролит. Они работают в Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса в Лореле, штат Мэриленд. Материал электролита светится как ракета. Это из-за содержащегося в нем лития. Но этот материал не загорелся , а не .

Ланжевен и его команда описали этот новый электролит в документе Chemical Communications от 11 ноября 2019 года.

Наконечник горелки намного горячее, чем температура, достигаемая при тепловом разгоне, отмечает химик Адам Фриман. Он также работает в лаборатории в Лореле. Если батареи содержат этот электролит, «по крайней мере, все это не будет служить источником топлива», — говорит он.

Команда показала, что они могут отрезать обгоревшую часть аккумулятора, и элемент продолжает работать. Даже после того, как он был разрезан, он все равно вырабатывает достаточно энергии, чтобы запустить небольшой вентилятор. Они нарезали клетки. Их окунули в воду.Они даже пробивали дыры из авиационной пушки, чтобы имитировать выстрелы. Даже эта огневая мощь не заставила их загореться.

Электролит на основе гидрогеля. Это разновидность водолюбивого полимера. Химики обычно держатся подальше от воды при изготовлении батарей. Вода ограничивает диапазон напряжения батареи. Если напряжение становится слишком высоким или слишком низким, сама вода становится нестабильной.

Но здесь этого не происходит. Причина в том, что полимер цепляется за воду. Соли лития обеспечивают ионы, которые перемещаются через новый электролит.Эти компоненты дали название электролиту: «вода в соли». Водно-солевой материал стабилен в довольно широком диапазоне 4,1 вольт. Это похоже на то, что могут предложить современные литий-ионные аккумуляторы.

«Важно попытаться перейти к негорючим электролитам», — говорит Стефано Пассерини. Он химик в Германии в Институте Гельмгольца в Ульме. Но, добавляет он, «эта статья на самом деле не демонстрирует, что можно использовать электролиты [на водной основе] для высокоэнергетических батарей.Одна причина: материал анода, который они использовали, ограничивал плотность энергии.

В будущем: больше подзарядок

Одна большая цель для исследователей, работающих с водно-солевыми электролитами и твердыми электролитами, — увеличить количество раз, когда их батареи можно перезарядить. Литий-ионные батареи медленно теряют способность удерживать заряд. Батарея iPhone может заряжаться и разряжаться примерно 750 раз за несколько лет. Команда Ланжевена пока что сообщила только о 120 таких циклах для батареи с электролитом.Эта группа стремится к тому, чтобы проработать тысячи циклов.

Каждому хотелось бы иметь небольшие и легкие батареи, которые обеспечивают более длительное питание телефона и долгие годы работы. Но мы не можем забыть о случайных авариях с аккумулятором, например, о том, что поджег дом семьи Махони.