Презареждане, "топлинно бягство", студ и жега: Кое може да предизвика експлозия на литиево-йонна батерия?

Електрическа тротинетка избухна в жилището на музиканта от "Ку-Ку Бенд" Цветан Недялков. За щастие, няма пострадали. Експлозията е била силна, предизвикала е пожар, изпочупени са и прозорците на апартамента. Възможната причина за опасния инцидент е фабричен дефект, заради който литиево-йонна батерия се е взривила.

Литиево-йонните батерии са модерна иновация, която си проправи път в почти всяко работно място и домакинство. Независимо дали са батерията, която захранва вашия телефон, или източникът на енергия за вашата електрическа бормашина, литиево-йонните батерии се считат за ефективна и ефикасна акумулаторна батерия. Съществуват обаче сериозни рискове, свързани с използването на литиево-йонни батерии. В тази статия ще обясним какво представляват литиево-йонните батерии, как работят и как можете да контролирате риска от пожари, експлозии и термични изпускания на литиево-йонни батерии.

Източник: Getty Images

Служители на пожарната пред супермаркет в Бронкс ден след избухването на пожар, предизвикан от дефектна литиево-йонна батерия на 6 март 2023 г. в Ню Йорк. Въпреки че няма жертви при пожара, много хора бяха ранени и бяха необходими приблизително 200 пожарникари, за да овладеят огъня. Пожарите от тези батерии, които се използват все по-често в скутери и велосипеди, се увеличават.

Какво представляват литиево-йонните батерии?

Както споменахме, литиево-йонните батерии са акумулаторни батерии, които обикновено се срещат в технологиите, устройствата и електрическото оборудване. Можете да намерите литиево-йонни батерии в: мобилни телефони, лаптопи, електрически превозни средства, електрически велосипеди, електрически инструменти и много други.

За разлика от батериите за еднократна употреба, които допринасят за нарастващия проблем с отпадъците, литиево-йонните батерии са предназначени за презареждане. Те предлагат съхранение на енергия с голям капацитет, което осигурява отлична производителност, което прави литиево-йонната батерия популярен избор за търговски и индустриални предприятия.

Кога са били разработени?

Въпреки че технологията за акумулаторни батерии може да не е нова, литиево-йонните батерии се произвеждат масово едва от 1991 г. насам. Батерията първоначално е разработена от химика М. Стенли Уитингам, който определя, че можете да създадете хранилище за енергия с помощта на литиеви клетки. До 1979 г. трима учени (включително Джон Гуденау) поотделно се опитаха да разработят литиево-кобалтово-диоксидна батерия, която стана решаваща в развитието на литиево-йонната батерия.

В средата на 80-те години Акира Йошино създава прототипа, който използва литиев йон и литиев кобалтов диоксид като електроди. Само шест години по-късно литиево-йонните батерии излизат на пазара - масово произведени от японските компании Sony и Asahi Kasei.

Също така е интересно да се отбележи, че Акира Йошино, Джон Гуденау и Стенли Уитингам получиха Нобелова награда за химия през 2019 г. за разработването на литиево-йонната батерия.

И така, как работят литиево-йонните батерии?

Неакумулаторните батерии работят различно от акумулаторните батерии като литиево-йонни. Неакумулаторните батерии произвеждат положително заредени частици (йони) и отрицателно заредени електрони. Когато батерията използва енергия, йоните ще се движат през батерията, докато електроните пътуват към веригата. Този процес обаче не може да бъде обърнат - и йоните могат да се движат само в една посока.

Когато литиево-йонните батерии се зареждат, йоните се движат от катода към анода през електролитната течност. Когато тези батерии използват енергия, между анода и катода се образува разрядна верига, като йоните в анода се придвижват към катода, за да осигурят енергия за устройството или оборудването.

Зареждане на батерията

Вашите литиево-йонни батерии са проектирани да се презареждат многократно за години напред. Когато имате презареждаема литиево-йонна батерия, процесът на химическа реакция е обратим. Процесът може да се повтори много пъти за период от много години, което прави акумулаторните батерии, като литиево-йонни батерии, рентабилно решение за батерии с дълъг живот.

Какви са опасностите, свързани със зареждането на литиево-йонни батерии?

Докато този тип батерии са често срещани в дамкинствата, офиси, складове, промишлени обекти и търговски помещения, съществуват сериозни рискове, свързани с употребата им.

Tesla прави най-голямата литиево-йонна батерия в света още по-голяма

Инсталацията вече е спестила $35 милиона на Австралия

Пожари на литиево-йонна батерия

Пожари на литиево-йонна батерия могат да възникнат, когато батериите се зареждат. Тези пожари не се овладяват лесно и се самоподдържат. Тъй като тези батерии съдържат запалима електролитна течност, те могат да бъдат под налягане и следователно да бъдат опасни при различни обстоятелства.

Може да възникнат пожари, ако литиево-йонната батерия има:

• Претърпял щети от удар;
• Отлежало и с влошено качество;
• Производствен дефект;
• Зареждане или съхраняване при силни студ или топлина.

Топлинното бягство

е друг риск при използване и презареждане на литиево-йонни батерии. Това се случва поради термични или механични повреди - като например презареждане, прекомерно разреждане или прегряване на батерията.

Когато се случи този процес, той води до високи температури, които предизвикват екзотермично разлагане на клетката на батерията, което води до разкъсване на батерията и създаване на термична експлозия.

Пожар на батерията

Пожари на литиево-йонна батерия могат да възникнат, ако батерията е била повредена, презаредена или съхранявана при екстремни температури.

Първият хотел на Острова, който се захранва от батерия

Устройството ще спестява по £20 000 годишно и ще гарантира гъвкавост на доставките

Основни мерки за безопасност

За да намалите риска от пожар и експлозия, има много неща, които можете да направите, за да гарантирате, че вашите литиево-йонни батерии се съхраняват и зареждат по безопасен начин.

Едно от ключовите неща, които можете да направите, е да гарантирате, че вашите зарядни устройства за батерии отговарят на изискванията на националната система за безопасност на електрическото оборудване. Не всички зарядни устройства за батерии - включително закупените от чуждестранни производители отговарят на тези изисквания. Потърсете маркировка за съответствие с нормативните изисквания, за да сте сигурни, че вашето зарядно устройство за литиево-йонна батерия е одобрено за употреба.

Защитете батериите си от презареждане

Тъй като литиево-йонните батерии могат да причинят опустошителни пожари и експлозии, важно е да предприемете стъпки, за да предотвратите презареждане на батерията. Не трябва да оставяте батериите без надзор, докато се зареждат, и се уверете, че сте изключили батерията, след като е напълно заредена. Не зареждайте своите литиево-йонни батерии, ако напускате помещенията или си лягате.

Съхранение и зареждане на литиево-йонни батерии на работното място

Ако вашата технология или оборудване разчита на литиево-йонни батерии, важно е да обмислите как можете безопасно да съхранявате и зареждате тези батерии. Един от най-безопасните начини да направите това на работното място е като инсталирате шкаф за зареждане на батерии.

Въпреки че литиевите батерии са често използвани батерии, те все още се признават за клас 9 различни опасни стоки (Class 9 Miscellaneous Dangerous Goods). Ето защо е изключително важно да разберете как да боравите, съхранявате и зареждате тези батерии, за да намалите риска, който те носят.

Източник: Storemasta