Почему "взрываются" мобильные аккумуляторы?

Современное общество в подавляющем большинстве случаев зависит от потребляемой мощности, в том числе и от вариантов, когда энергия расходуется «на лету». Аккумуляторные батареи на основе литий-ионной технологии были большой частью мобильной революции, и они все больше и чаще появляются в автомобилях и даже самолетах. Таким образом, это означает, что современные источники питания абсолютно безопасны, не так ли? На самом деле Boeing 787 доказывает, что литий-ионные батареи по-прежнему могут взрываться от случая к случаю, так же как и инциденты когда телефонные аккумуляторы загораются прямо в руках у пользователей. Почему же эта важная проблема до сих пор не решена?

Технология производства батарей была проверена и обкатана годами, однако никаких невероятных прорывов в технологии с тех пор не происходило. Вместо этого, мы видим те же аккумуляторы, которые имеют различные размеры и формы, при этом производитель старается сделать как можно меньший размер, при увеличенной емкости. С одной стороны, такой подход делает батареи наиболее производительными, хотя с другой стороны, именно этот подход увеличивает риск выхода аккумулятора из строя, когда что-то идет не так.

Если технология производства была нарушена, или появился брак, батарея легко может перегреться, в результате чего её внутренние ячейки разрушаются по цепной реакции. Такой процесс называется «тепловым убеганием», и именно он является причиной большинства «взрывов» аккумуляторов, или, что менее опасно, резкого «вспухания» батареи. Дефект может быть вызван простым коротким замыканием, или изъяном в конструкции, что в итоге неправильно изолирует отдельные ячейки от нагревания соседних.

Любой Литий-ионный аккумулятор имеет потенциал возгорания, это является результатом его химического состава. Литий используется в аккумуляторных батареях в качестве анода, поскольку он имеет чрезвычайно высокий электрохимический потенциал. Другими словами, литий-ионный переход к электроду производит очень много энергии. Низкий атомный вес лития также является полезным фактором в снижении массы батареи.

В то время как литий является наиболее эффективным для производства батарей высокой емкости, эти же самые свойства придают ему высокую реакционную способность и высокую склонность к проявлению эффекта «теплового убегания». Литий является щелочным металлом, наряду с натрием, калием, и остальной частью первой группы периодической таблицы. Данные элементы не только легко воспламеняются, но так же являются настолько реактивными, что добавление нескольких граммов вещества в  емкость с водой, может привести к взрыву. Поэтому, когда Литий-ионный аккумулятор начинает перегреваться, присутствующий в нем литий может ускорить распад других ячеек.

Элон Маск, представитель компаний SpaceX и Tesla Motors, говорит о различиях технологий между литий-ионными автомобильными аккумуляторами и теми, которые используются например, в Boeing 787. В то время как аккумуляторы отTesla имеют тысячи мелких ячеек, изолированных друг от друга для предотвращения «теплового убегания», Boeing 787 имеет батареи с восемью крупными ячейками. Поскольку эти ячейки нагреваются сильнее, они более склонны к разрыву и высвобождению большой энергии, что мы и наблюдаем в случае произошедших инцидентов в самолетах Boeing.

Так какой же вывод мы можем сделать из всего этого? Производство емких аккумуляторов все еще несовершенно с точки зрения инженерии. Даже такая крупная компания, как Boeing, возможно, сделав несколько ошибок в процессе производства, получила столь негативные результаты. Однако, при всех кажущихся недостатках, случаи самовозгорания аккумуляторов все же очень редки, а мощности мобильных батарей недостаточно, чтобы превратить ваш телефон или планшет в «карманную бомбу». Поэтому стоит трезво взглянуть на статистику и продолжать наслаждаться современными технологиями.

Автор: bad-man666

Вы можете пропустить чтение записи и оставить комментарий. Размещение ссылок запрещено.

Оставить комментарий

Рейтинг@Mail.ru