Kodėl Sprogo Kai Kurios Ličio Jonų Baterijos

{h1}

Nauji greitaeigiai šiluminiai vaizdai realiu laiku atskleidė bėgančią grandininę reakciją, dėl kurios ličio jonų akumuliatoriai tirpsta ir sprogo.

Realiojo laiko vaizdais užfiksuota grandininė reakcija, dėl kurios ličio jonų akumuliatoriai sprogo.

Procesas gali vykti vos per milisekundę: perkaitę akumuliatorių moduliai sukuria domino efektą, sukurdami vis daugiau šilumos, o akumuliatorius sprogsta. Tačiau paaiškėja, kad ne visos baterijos sugedo vienodai, rodo šiandien (balandžio 28 d.) Žurnale „Nature Communications“ paskelbtas naujas tyrimas.

„Tam tikrų saugos priemonių buvimas gali sušvelninti šio šiluminio išbėrimo proceso plitimą“, - teigė tyrimo bendraautorius Paulius Shearingas, chemijos inžinierius iš Londono universiteto koledžo Jungtinėje Karalystėje. Šioms savybėms priklauso mechaninės atramos akumuliatoriaus viduje, sakė Shearing.

Rezultatai rodo keletą būdų, kaip padaryti įkraunamas ličio jonų baterijas saugesnes, rašė tyrėjai. [9 nelyginiai būdai, kodėl jūsų techninis įrenginys gali jus sužeisti]

Įkraunamos baterijos

Ličio jonų akumuliatoriai yra šiuolaikinių prietaisų darbo žirgai; jie randami visose vietose, pradedant išmaniaisiais telefonais ir baigiant purkštukais iki „Tesla Model S“. Paprastai jie gaminami iš dviejų medžiagų sluoksnių, vadinamų anodu ir katodu, atskirtų elektrai laidžiu skysčiu. Ličio jonai prasideda katode, medžiagos sluoksnyje, į kurio nešiojamojo kompiuterio ir mobiliojo telefono baterijas paprastai įeina kobaltas, manganas, nikelis ir deguonis. Kai akumuliatoriai įkraunami, elektra varinėja ličio jonus iš katodo per jonų užpildytą elektrolito skystį ir į anodą, sudarytą iš grafito krūvos. Baterijai išsikraunant, ličio jonai iš anodo grįžta atgal į katodą. Paprastai baterijos būna sudedamosiomis dalimis; nešiojamojo kompiuterio akumuliatorius gali turėti tris ar keturis elementus, o „Tesla Model S“ gali būti tūkstančiai, sakė Shearing.

Grandininė reakcija

Kasmet pagaminama šimtai milijonų ličio jonų akumuliatorių, o katastrofiški gedimai, tokie kaip sprogimas ar ištirpimas, yra reti, sakė Shearing. Vis dėlto nuo 2002 m. Buvo atlikta 43 sugedusių ličio jonų akumuliatorių produktų atšaukimas, teigia JAV vartotojų gaminių saugos komisija.

Baterijos gali susprogdinti ar ištirpti, kai trumpas trumpas vidinis elektrinis komponentas, kai mechaninės problemos iškyla po kritimo ar avarijos arba kai jos netinkamai sumontuotos, sakė Shearing. Bet širdyje visi šie gedimai įvyksta todėl, kad viena akumuliatoriaus dalis tampa per karšta ir negali pakankamai greitai atvėsti, sukurdama grandininę reakciją, sukuriančią vis daugiau šilumos.

„Tai tarsi šis sniego gniūžtės procesas, kurį mes vadiname terminiu išbėgimu“, - „WordsSideKick.com“ pasakojo kirpimas.

Šilumos išbėrimo metu miniatiūriniai akumuliatorių moduliai gali ištirpti, išskirdami šilumą, o elektrolito medžiaga tarp anodo ir katodo gali net užvirti, sakė Shearing.

 Įprastos baterijos maitinamos cheminės reakcijos būdu. [Žiūrėti visą infografiką]

Įprastos baterijos maitinamos cheminės reakcijos būdu. [Žiūrėti visą infografiką]

Kreditas: Karlas Tate'as, infografijos menininkas

Norėdami suprasti daugiau apie šią pavojingą grandininę reakciją, Shearingas ir jo kolegos įkaitino komercines ličio jonų baterijas iki 482 laipsnių Farenheito (250 laipsnių Celsijaus). Naudodama spartų 3D fotoaparatą ir dalelių susidūriklį, kuris bombardavo baterijas sinchroninio rentgeno spinduliais, komanda užfiksavo šiluminius akumuliatorių vaizdus, ​​kai jie blykstę perėjo į perkaitimą ir terminį išbėrimą.

Saugesnės baterijos

Net ir esant aukštai temperatūrai, ne visos baterijos sugedo - kai kurios turėjo vidines saugos priemones, kurios neleido sukelti pavojingos reakcijos. Iš tų, kurie sugedo, akumuliatoriai su vidinėmis atramomis liko nepažeisti, kol vidinė temperatūra pasiekė 1,830 F (1,000 C). Tuo metu vidinės vario medžiagos ištirpo, ir tai sukėlė grandinės reakciją.

Bet baterijos be šių vidinių atramų sprogo, greičiausiai dėl to, kad jų vidinės šerdys sugriuvo ir dėl to galėjo trumpai sujungti vidinius elektrinius komponentus, parodė tyrimas.

Naujoji metodika suteikia galimybę ateityje sistemingai tikrinti akumuliatorių saugos ypatybes, sakė Shearing.

Net jei sprogstančios baterijos skamba gąsdinančiai, jos iš tikrųjų yra gana retos, sakė Shearing. Pagaliau dauguma žmonių nekepa savo „iPhone“ kasdienio naudojimo metu.

"Mes turėjome juos nukreipti į tikrai ekstremalias sąlygas, kurių [jūsų] labai mažai tikėtina pamatyti įprastose kasdienėse operacijose", - teigė pjovimas.

Sekite Tia Ghose „Twitter“ ir „Google+“. Stebėkite „WordsSideKick.com @wordssidekick“, „Facebook“ ir „Google+“. Iš pradžių paskelbta „WordsSideKick.com“.


Vaizdo Papildas: Tesla Gigafactory Factory Tour! Full COMPLETE Tour! 4K UltraHD.




Tyrimas


Surink! Robotai, Panašūs Į „Voltron“, Gali Išrinkti Savo Lyderį
Surink! Robotai, Panašūs Į „Voltron“, Gali Išrinkti Savo Lyderį

Inside Life Science: Kartą Po Kamieninių Ląstelių
Inside Life Science: Kartą Po Kamieninių Ląstelių

Mokslas Naujienos


Dnr Tyrimas Gali Įspėti Gydytojus Apie Organų Persodinimo Atmetimą
Dnr Tyrimas Gali Įspėti Gydytojus Apie Organų Persodinimo Atmetimą

Mama Šimpanzės Moko Vaikus Bendrauti Su Žmonėmis
Mama Šimpanzės Moko Vaikus Bendrauti Su Žmonėmis

Nauja Plastiko Pagrindu Pagaminta Tekstilė Padeda Jus Atvėsinti
Nauja Plastiko Pagrindu Pagaminta Tekstilė Padeda Jus Atvėsinti

„Citizen Science“ Siekia Išvalyti Ramiojo Vandenyno Plastiką
„Citizen Science“ Siekia Išvalyti Ramiojo Vandenyno Plastiką

Kas Yra Alchemija?
Kas Yra Alchemija?


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com