安全:我們應該擔心鋰離子電池的安全嗎?

安全:我們應該擔心鋰離子電池的安全嗎?

電子煙、智能手機……現在越來越多的事故與鋰離子電池的使用有關! 2016年夏末,數十起三星Galaxy Note 7過熱甚至爆炸的案例引起了恐慌並引發了不信任。 這個問題經常出現在電子煙電池中,由於處理不當而脫氣甚至爆炸。 那麼,我們是否應該擔心鋰離子電池的安全性呢?


電子革命! VAPE 即將到來!


筆記本電腦、電子煙、電動汽車,甚至……著火的飛機:這份清單令人擔憂。 知道相同的組件被挑選出來:所謂的“鋰離子”電池,存在於所有涉案設備中。 這些電池於 1991 年上市,如今在我們日常生活中隨處可見,從電腦到手機和平板電腦。

« 這項技術標誌著便攜式電子產品領域的一場革命格勒諾布爾理工學院電化學教授 Renaud Bouchet 分析道。例如,如果我們想用鎳氫電池存儲相同量的能量,它的重量和體積必須是原來的兩到三倍!«  因此,製造商依賴它來開發我們的大多數便攜式設備是合乎邏輯的。

特別是因為鋰離子電池的操作非常簡單,比鉛酸電池的操作簡單得多。 它基於三個元件:一個正極(陰極)、另一個負極(陽極)以及兩者之間的電子液體層(電解質)。 在放電過程中,陽極中存在的鋰離子向陰極遷移,推動陽極釋放電子,從而傳遞電流。 充電時,情況正好相反:當電流進入電池時,陽極重新獲得電子,從而吸引陰極的鋰離子。

今天很難想像如果不使用這些鋰離子電池會有如此實用和高效的電子煙。


一項不存在真正危險的技術!


但問題又從何而來呢? « 該技術不會造成真正的安全隱患,並且其化學成分得到很好的控制 , 保證 讓·瑪麗·塔拉斯孔,固態化學專家 法國學院. 這種電池過熱的原因只有兩個:要么是其形狀阻礙了充電過程中的熱量散發;要么是其形狀阻礙了充電過程中的熱量散發。 或者兩個電極接觸,造成短路,導致熱失控。« 

用於使兩個電極絕緣的電解質實際上在大多數情況下高度易燃,因此必須遠離任何過熱的地方。 否則,過熱的警告信號之一可能是電池膨脹:最好避免使用它......

然而,目前任何公司都可以通過遵循兩個簡單的原則來設計安全電池:考慮充電過程中的熱量,並採用足夠厚的隔膜(覆蓋電解質的塑料材料)以防止電極之間的任何接觸。


幾十年來等待更高的安全性?


然而,在性能競爭中,一些製造商選擇在安全方面走捷徑。 有效, « 目前,提高電池自主性的唯一方法是增加電極的厚度,同時減少隔膜的厚度,以保持恆定的體積« , 證明 雷諾·布歇。 這帶來了幾個問題。

首先,減少隔板的厚度——有時減半! -,製造商增加了核心缺陷的可能性。 在某些情況下,這可能導致電極之間接觸,從而導致短路。 另一個問題:在充電過程中,陽極可能會出現異常現象。 鋰離子不能正確地融入負極並形成小的金屬沉積物,稱為枝晶。 通過在兩個電極之間形成一種導電橋,這也可能導致短路。 因此,相當厚的隔板再次有用。

此外,當充電過程中電流強度增加時,這些著名的枝晶的出現會更加頻繁,這對於較厚的電極來說是必要的。 當製造商試圖減少充電時間時也是如此:實現這一目標的唯一方法是稍微增加充電過​​程中傳遞的電流強度,從而增加因枝晶形成而導致短路的風險。

總之,各公司將鋰離子技術推向極限,從而引發了事故。 我們還能希望擁有更強大的電池而不讓它們在我們面前爆炸嗎? 儘管製造商做出了保證,但只有新化學物質的出現才能保證這一點。 這可能需要幾十年的時間。


在等待獲得最大安全性時該怎麼辦?


關於電子煙,99%的電池爆炸,責任不是型號而是用戶事故往往源於鋰離子電池處理的疏忽。

為了避免此類電池出現任何問題 為了安全使用,必須遵守某些安全規則 :

– 如果您沒有必要的知識,請勿使用機械模組。 這些不與任何電池一起使用...

– 切勿將一節或多節電池放在口袋裡(有鑰匙、可能短路的部件)

– 始終將電池存放或運輸在盒子中,使它們彼此分開

如果您有任何疑問,或者您缺乏相關知識,請記得在購買、使用或儲存電池之前進行諮詢。 這裡有一個 專用於鋰離子電池的完整教程 這將幫助您更清楚地看到事物。

資源 : 科學與生活.com

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關於作者

作為通信專家接受過培訓,我一方面關注 Vapelier OLF 的社交網絡,但我也是 Vapoteurs.net 的編輯。