Типи вибухонебезпечних літієвих батарей

Типи вибуху в елементах акумулятора можна класифікувати за трьома типами: зовнішнє коротке замикання, внутрішнє коротке замикання та перезаряд. Зовнішній вигляд тут стосується зовнішнього вигляду елемента батареї, включно з короткими замиканнями, спричиненими поганою ізоляцією всередині акумулятора. Коли коротке замикання відбувається за межами осередку батареї, і електронні компоненти не можуть розірвати ланцюг, усередині осередку утворюється сильне тепло, що спричиняє випаровування деякої кількості електроліту та підпирає оболонку батареї. Коли внутрішня температура батареї досягне 135 градусів за Цельсієм, високоякісний роздільний папір закриє дрібні пори, припинить або майже припинить електрохімічну реакцію, спричинить раптове падіння струму, і температура повільно знизиться, таким чином уникаючи вибуху. Однак, якщо швидкість закриття пор занадто низька або якщо пори не закриваються взагалі, діафрагмовий папір спричинить підвищення температури батареї, що призведе до випаровування більшої кількості електроліту, що зрештою призведе до руйнування оболонки батареї та навіть підвищення температури батареї, щоб спричинити горіння та вибух матеріалу. Внутрішнє коротке замикання в основному спричинене задирками мідної та алюмінієвої фольги, що проникають у діафрагму, або через дендритні кристали атомів літію, що проникають у діафрагму.
Ці маленькі голчасті метали можуть спричинити мікрокоротке замикання. Через те, що голка дуже тонка і має певне значення опору, струм може бути не дуже високим. Задирки мідної алюмінієвої фольги виникають під час виробничого процесу, і спостережене явище полягає в тому, що витік батареї відбувається надто швидко, що в основному може бути виявлено фабрикою по виготовленню елементів живлення або складальною фабрикою. Крім того, через дрібні задирок вони іноді можуть згоріти, в результаті чого акумулятор прийде в норму. Таким чином, ймовірність вибуху, спричиненого мікрокороткими замиканнями в задирах, невисока. Це твердження можна побачити з того факту, що на різних фабриках з виробництва елементів живлення часто трапляються дефектні батареї з низькою напругою, але є кілька випадків вибухів, які отримують статистичну підтримку. Тому вибух, спричинений внутрішнім коротким замиканням, в основному спричинений перезарядженням.
Тому що після перезарядки голчасті металеві кристали літію скрізь на електроді, точки проколів є всюди, і мікрокороткі замикання відбуваються всюди. Таким чином, температура батареї буде поступово зростати, і, нарешті, висока температура призведе до газоутворення електроліту. Ця ситуація, незалежно від того, чи виникає це через надмірну температуру, що спричиняє горіння матеріалу та вибух, або через те, що оболонка спочатку розбивається, що спричиняє потрапляння повітря та інтенсивне окислення металевим літієм, є кінцем вибуху. Однак вибух, викликаний внутрішнім коротким замиканням, спричиненим надмірним заряджанням, не обов’язково може статися під час заряджання. Цілком можливо, що споживачі припинять зарядку та винесуть свої телефони з дому до того, як температура батареї стане достатньо високою, щоб матеріали загорілися, а газу, що утворюється, недостатньо, щоб пробити корпус батареї. У цей момент тепло, що виділяється численними мікрозамиканнями, повільно підвищує температуру батареї, і через деякий час відбувається вибух. Загальноприйнятий опис серед споживачів полягає в тому, що коли вони беруть свій телефон, вони виявляють, що він дуже гарячий, а викинувши його, він вибухає.
Виходячи з типів вибухів, згаданих вище, ми можемо зосередитися на запобіганні перезаряду, запобіганні зовнішнім коротким замиканням і підвищенні безпеки елемента батареї. Серед них запобігання перезарядженню та запобігання зовнішньому короткому замиканню належать до електронного захисту та тісно пов’язані з конструкцією акумуляторної системи та складанням батареї. Ключ до підвищення безпеки акумуляторних елементів – хімічний і механічний захист, який тісно пов’язаний з виробниками акумуляторних елементів.