السجائر الإلكترونية والهواتف الذكية ... المزيد والمزيد من الحوادث مرتبطة الآن باستخدام بطاريات الليثيوم أيون! في أواخر صيف 2016 ، تسببت العشرات من حالات ارتفاع درجة حرارة هاتف Galaxy Note 7 أو حتى انفجارها في إثارة الذعر وغرس عدم الثقة. توجد هذه المشكلة بشكل متكرر مع بطاريات السجائر الإلكترونية التي تتخلص من الغازات أو حتى تنفجر بسبب التعامل غير السليم. ولكن بعد ذلك ، هل يجب أن نقلق بشأن سلامة بطاريات الليثيوم أيون؟
ثورة للإلكترونيات! جيد لوصول الـ VAPE!
أجهزة الكمبيوتر المحمولة والسجائر الإلكترونية والسيارات الكهربائية وحتى ... الطائرات التي تشتعل فيها النيران: القائمة مدعاة للقلق. مع العلم أن نفس المكون يتم تمييزه: ما يسمى ببطارية "ليثيوم أيون" الموجودة في جميع الأجهزة المتهمة. تم تسويق هذه البطاريات في عام 1991 ، وهي الآن موجودة في كل مكان في حياتنا اليومية ، من أجهزة الكمبيوتر إلى الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية.
« أحدثت هذه التكنولوجيا ثورة في عالم الإلكترونيات المحمولة, يحلل رينود بوشيه ، أستاذ الكيمياء الكهربائية في معهد البوليتكنيك في غرونوبل.إذا أردنا تخزين نفس الكمية من الطاقة باستخدام بطارية هيدريد من معدن النيكل ، على سبيل المثال ، يجب أن تكون أثقل مرتين إلى ثلاث مرات وأكبر!« لذلك ، من المنطقي أن يعتمد المصنعون عليها لتطوير معظم أجهزتنا المحمولة.
خاصة وأن تشغيل بطارية الليثيوم أيون بسيط للغاية ، أكثر من بطارية الرصاص الحمضية ، على سبيل المثال. يعتمد على ثلاثة عناصر: قطب موجب (كاثود) ، وآخر سلبي (أنود) ، وطبقة سائلة إلكترونية بين الاثنين (إلكتروليت). أثناء التفريغ ، تهاجر أيونات الليثيوم الموجودة في الأنود نحو القطب السالب ، مما يدفع القطب الموجب لإطلاق الإلكترونات ، وبالتالي ، يوفر تيارًا كهربائيًا. أثناء الشحن ، يكون الأمر عكس ذلك: عندما يتم توفير التيار للبطارية ، يستعيد القطب الموجب الإلكترونات ، التي تجذب أيونات الليثيوم من الكاثود إليها.
من الصعب اليوم تخيل مثل هذه السجائر الإلكترونية العملية والفعالة دون استخدام بطاريات الليثيوم أيون.
تكنولوجيا لا تعرض أي خطر حقيقي!
ولكن بعد ذلك ، من أين تأتي المشاكل؟ « لا تشكل هذه التكنولوجيا أي خطر حقيقي على السلامة ، ويتم التحكم في تركيبتها الكيميائية بشكل جيد , ضمان جان ماري تاراسكون، متخصص في كيمياء الحالة الصلبة 
كوليج دو فرانس. يمكن أن يكون لارتفاع درجة حرارة هذه البطارية أصلان فقط: إما أن شكلها يمنع إخلاء الحرارة أثناء الشحن ؛ أو إذا كان القطبان على اتصال ، مما يؤدي إلى حدوث دائرة قصر ويسبب هروبًا حراريًا.«
يعتبر المنحل بالكهرباء ، الذي يستخدم لعزل القطبين ، قابلاً للاشتعال بشدة في معظم الأوقات ، لذا يجب إبعاده عن أي حرارة زائدة. خلاف ذلك ، يمكن أن تكون إحدى العلامات التحذيرية لارتفاع درجة الحرارة هي تورم البطارية: فمن الأفضل تجنب استخدامها ...
ومع ذلك ، في الوقت الحالي ، يمكن لأي شركة تصميم بطارية آمنة باتباع مبدأين بسيطين: مراعاة التسخين أثناء الشحن ودمج فاصل (مادة بلاستيكية تغلف الإلكتروليت) بسماكة كافية لمنع أي اتصال بين الأقطاب الكهربائية.
عقود عديدة من الانتظار للحصول على مزيد من الأمن؟
ومع ذلك ، في سباقهم على الأداء ، يختار بعض المصنّعين التقليل من الأمان. في الواقع، « في الوقت الحالي ، الطريقة الوحيدة لتحسين استقلالية البطارية هي زيادة سماكة الأقطاب الكهربائية ، مع تقليل سماكة الفاصل ، من أجل الحفاظ على حجم ثابت« ، يشهد رينو بوشيه. وهذا يطرح عدة مشاكل.
أولاً ، عن طريق تقليل سمك الفاصل - بمقدار النصف أحيانًا! - تزيد الشركات المصنعة من احتمال وجود عيب في القلب. في بعض الحالات ، يمكن أن يؤدي ذلك إلى التلامس بين الأقطاب الكهربائية ، وبالتالي إلى ماس كهربائي. مشكلة أخرى: أثناء الشحن ، يمكن أن تتشكل الحالات الشاذة على مستوى الأنود. لا تتناسب أيونات الليثيوم بشكل صحيح مع القطب السالب وتشكل رواسب معدنية صغيرة تسمى التشعبات. والذي يمكن أن يكون أيضًا سببًا في حدوث ماس كهربائي ، عن طريق إنشاء نوع من الجسر الموصّل بين القطبين. ومن هنا تأتي فائدة الفاصل السميك إلى حد ما مرة أخرى.
علاوة على ذلك ، فإن ظهور هذه التشعبات الشهيرة يثبت أنه أكثر تواترًا عند زيادة شدة التيار أثناء الشحن ، الأمر الذي يصبح ضروريًا مع أقطاب كهربائية أكثر سمكًا. الشيء نفسه عندما يحاول المصنعون تقليل وقت الشحن: الطريقة الوحيدة لتحقيق ذلك هي زيادة شدة التيار الكهربائي أثناء الشحن ، وبالتالي زيادة خطر حدوث ماس كهربائي ناتج عن تكوين التشعبات.
باختصار ، تدفع الشركات تقنية أيونات الليثيوم إلى أقصى حدودها ، مما يشجع على وقوع الحوادث. هل ما زلنا نأمل في الحصول على بطاريات أكثر قوة دون أن تنفجر في وجوهنا؟ على الرغم من تأكيدات الشركات المصنعة ، فإن ظهور مواد كيميائية جديدة فقط هو الذي يضمن ذلك. الأمر الذي قد يستغرق عقودًا.
ماذا تفعل أثناء انتظار الحصول على أقصى درجات الأمان؟
فيما يتعلق بالسجائر الإلكترونية ، في 99٪ من انفجارات البطارية ، ليس النموذج هو المسؤول بل المستخدم، غالبًا ما يأتي الحادث بسبب الإهمال في التعامل مع بطاريات الليثيوم أيون.
من أجل تجنب أي مشكلة مع هذا النوع من البطاريات يجب مراعاة بعض قواعد السلامة للاستخدام الآمن :
- لا تستخدم تعديلًا ميكانيكيًا إذا لم تكن لديك المعرفة اللازمة. لا يتم استخدامها مع أي بطارية ...
- لا تضع أبدًا بطارية واحدة أو أكثر في جيوبك (وجود مفاتيح ، أجزاء يمكن أن تقصر الدائرة الكهربائية)
- قم دائمًا بتخزين البطاريات الخاصة بك أو نقلها في صناديق مع الاحتفاظ بها منفصلة عن بعضها البعض
إذا كانت لديك أي شكوك ، أو إذا كنت تفتقر إلى المعرفة ، فتذكر الاستفسار قبل شراء البطاريات أو استخدامها أو تخزينها. هنا هو برنامج تعليمي كامل مخصص لبطاريات Li-Ion مما سيساعدك على رؤية الأشياء بشكل أكثر وضوحًا.
مصدر : science-and-life.com
