Кожен мобільний телефон (як і ноутбук і майже все з акумуляторною батареєю) використовує LiIon / LiPo (фактично еквівалентний для цілей цієї дискусії). І ви маєте рацію: з точки зору фактичної кількості випадків, літій-іонний та літій-полімер - це найбезпечніша хімія акумуляторів, яка широко використовується, без жодної смуги.
І єдиною причиною, коли ця всюдисуща хімія не вбила вас та / або вашу родину кілька разів, - це те, що ці клітини не звинувачуються без нагляду. Ви можете не відвідувати його особисто, але кожен з цих літій-іонних батарей має значну кількість захисних і моніторингових схем, які постійно вбудовані в комплект. Він виступає воротарем. Він контролює кожну клітинку батареї.
- Це відключає вихідні клеми і запобігає їх перезарядці.
- Він відключає вихід, якщо вони розряджаються при занадто великому струмі.
- Він відключає вихід, якщо він заряджений на занадто високому струмі.
- Якщо будь-яка з комірок виходить з ладу, вихід відключається.
- Якщо будь-яка комірка стає занадто гарячою, вона відключає вихід.
- Якщо хтось із комірок перезаряджений, він відключає вихід (і назавжди - якщо ви занадто довго забудете зарядити літій-іонний акумулятор, ви виявите, що він більше не заряджається. Це ефективно знищується, і захист схема не дозволить вам заряджати комірки).
Справді, кожен акумулятор телефону, акумулятор ноутбука, * будь-яка батарея, яка є акумулятором літієвої хімії, найбільш ретельно контролюється, ретельно перевіряється та активно керується, діаметральною протилежністю "без нагляду", як можна отримати за батарею.
І тому так багато додаткових проблем робиться в тому, що літій-іонні батареї насправді такі небезпечні . Їм потрібна схема захисту, щоб бути безпечною, і без неї навіть далеко не безпечно. Інші хімічні речовини, такі як NiMH або NiCad, можна використовувати відносно безпечно як голі клітини, без будь-якого контролю. Якщо їм стає занадто жарко, вони можуть вийти в отвір (що трапилося зі мною особисто), і це може бути досить приголомшливо, але це не збирається спалювати ваш будинок або висаджувати вас на тривале перебування в опіковій одиниці. Літій-іонні батареї будуть робити і те, і це, головним чином, єдиний результат. Як не дивно, літій-іонні батареї стали найбезпечнішою акумуляторною батареєю, будучи найнебезпечнішою хімією акумуляторів.
Вам може бути цікаво, що насправді робить їх такими небезпечними.
Інші батареї, такі як свинцева кислота або NiMH або NiCad, не мають тиску при кімнатній температурі, хоча тепло створює певний внутрішній тиск. Вони також мають водні, негорючі електроліти. Вони зберігають енергію у вигляді відносно повільної реакції окислення / відновлення, швидкість вивільнення якої є занадто низькою, щоб, скажімо, викликати викидання 6-футових струменів полум'я. Або будь-яке полум'я, дійсно.
Літій-іонні батареї принципово відрізняються. Вони зберігають енергію, як пружина. Це не метафора. Ну, як дві пружини. Іони літію примушуються між атомами ковалентно пов'язаного анодного матеріалу, розсуваючи їх і «розтягуючи» зв’язки, зберігаючи енергію. Цей процес називається інтеркаляцією . Після вивантаження іони літію виходять з анода і перебувають у катоді. Це дуже електромеханічно, і анод і катод відчувають від цього значне механічне напруження.
Насправді і анод, і катод альтернативно збільшують або зменшують фізичний об'єм залежно від стану заряду акумулятора. Однак ця зміна об'єму нерівномірна, тому повністю заряджена літій-іонна батарея фактично чинить нетривіальну кількість тиску на контейнер або інші частини самого себе. Літій-іонні батареї, як правило, знаходяться під великим внутрішнім тиском, на відміну від інших хіміків.
Інша проблема полягає в тому, що їх електроліт є летючим надзвичайно горючим розчинником, який буде горіти досить енергійно і легко.
Складна хімія літій-іонних клітин навіть не повністю зрозуміла, і є кілька різних хімічних речовин з різним рівнем реактивності та притаманної їм небезпеки, але ті, що мають високу щільність енергії, можуть зазнати термічного відходу. В основному, якщо вони нагріваються, іони літію почнуть реагувати з киснем, що зберігається як оксиди металів у катоді, і виділятимуть ще більше тепла, що прискорює реакцію далі.
Це неминуче призводить до того, що акумулятор, який самозаймається, розбризкує з нього легкозаймистий електроліт з розчинника і негайно запалює це, тепер, коли є свіжа запас кисню. Це просто бонусний вогонь, однак, досі залишається тонна вогню з окислюваного літієм металу з достатньою кількістю кисню.
Якщо їм стане занадто жарко, це станеться. Якщо вони перезаряджені, вони стають нестабільними, а механічний удар може змусити їх сховатися, як граната. Якщо вони перезаряджаються, частина металу в катоді зазнає незворотної хімічної реакції і утворюватиме металеві шунти. Ці шунти будуть невидимими, поки заряджання не розширить частину акумулятора достатньо, щоб роздільна мембрана була пробита одним з цих шунтів, створюючи мертву коротку, що, звичайно, призводить до пожежі тощо. любов.
Тож, щоб бути зрозумілим, не тільки небезпечна перезарядка, але і надмірна розрядка, і акумулятор буде чекати, поки ти не закачаєш в неї тону енергії, перш ніж вражаюче зірвешся, і без жодних попереджень та вимірювальних знаків .
Це стосується споживчих акумуляторів. Однак ця захисна схема менш спроможна зменшити небезпеку застосувань із великим стоком. Високий стік генерує не малу кількість тепла (що погано) і більше турбує, він викликає величезну кількість механічного навантаження на анод і катод. Тріщини можуть утворюватися і розширюватися, що призводить до нестабільності, якщо вам не пощастило, або просто коротший термін корисного використання, якщо він не надто суворий. Ось чому ви бачите LiPos з "С", або як швидко вони можуть бути безпечно розряджені. Будь ласка, сприймайте ці рейтинги серйозно і оцінюйте їх як з безпеки, так і тому, що багато виробників просто брешуть про рейтинг C своїх акумуляторів.
Навіть при всьому цьому, іноді RC Lipo просто вибухне полум’ям без жодної причини. Вам абсолютно потрібно прислухатися до попереджень, щоб ніколи не звинувачувати їх без нагляду та всього іншого. Ви повинні придбати запобіжний мішок, щоб зарядити їх, оскільки це може запобігти згорянню вашого будинку (можливо, з вами чи близькими людьми всередині). Навіть якщо ризик дуже низький, шкода, яку він може завдати, є величезною, а заходи, необхідні для пом’якшення більшої частини потенціалу шкоди, є тривіальними.
Не ігноруйте все, що вам кажуть - це все на місці. Це походить від людей, які навчилися поважати LiPos за те, що вони є, і ви також повинні. Те, що ви, безумовно, хочете уникати - це урок, який вам навчить літій-іонна батарея, а не колеги в Інтернеті та офлайн. Останній може спалахнути вас на форумі, але перший буквально вас спалахне.
Подивимося, що відео вибухає!
Дозвольте мені трохи більше розібратися в тому, як вони провалюються. Я обговорював механізм, але що насправді відбувається? Літій-іонні батареї дійсно мають лише один режим відмов, який є своєрідним вибухом, а потім стріляє надзвичайно величезною кількістю вогню у гігантському струмені полум'я протягом декількох секунд, а потім продовжуючи загальну діяльність, пов’язану з горінням, трохи після цього. Це хімічний вогонь, тому ви не можете його загасити (літій-іонні батареї все одно будуть вистрілювати величезні струми вогню навіть у вакуумі простору. Окислювач міститься всередині, йому не потрібно повітря або кисень, щоб спалити). О, а кидання води на літій не приносить нічого доброго , принаймні з точки зору зменшення вогню.
Ось список "найбільших хітів" з кількох хороших прикладів невдач. Зауважте, що це іноді трапляється у випадках з високим рівнем стоку, навіть при вживанні відповідних заходів безпеки. Порівняння додатків із високим стоком із значно безпечнішими та меншими струмами телефонів зовсім не є дійсним. Сотні ампер ≠ кілька сотень міліампер.
RC несправність площини.
Ніж колює батарею розміру смартфона.
Перезаряджений LiPo мимовільно вибухає.
Акумулятор для ноутбука в термічному відбіганні злегка натискається, що робить його вибухом.