Про пожарную опасность литий-ионных батарей

[Morceleb]

Многим хороши литий-ионные батареи. И легкие и энергоемкие. Но есть у них и проблема - пожарная опасность оставляет желать лучшего.
Но это лирика.
Я вам расскажу ужжасную страшилку про то, как и почему горят литий-ионные батареи.
Начнем с самого простого.
Пожароопасность Li-iоn аккумуляторов обусловлена наличием в аккумуляторе катода, сделанного из литий-кобальтового оксида LiCoO2. При достаточно небольшом нагреве (не более 90 °С) LiCoO2 начинает разлагаться с выделением кислорода, который окисляет полимерный электролит. Температура еще более повышается, процесс начинается в соседних ячейках аккумулятора.
Возникает цепная реакция, которая идет до полного выгорания батареи. Этот процесс называется термическим разгоном батареи.
Чтобы начался термический разгон батареи достаточно ее перезарядить или нагреть до 90 градусов. Не оставляйте свою теслу на солнце в пустыне, особенно если она черная. Шанс призрачный, но он есть. Руда реальнее шансы запалить свой телефон при заряде его от компа - цепи питания разъемов USB не имеют защиты от перезаряда подключенных устройств. Поэтому лучше используйте штатные зарядные устройства, особенно если планируете оставить телефон без присмотра.
Гораздо интереснее возможность самовозгорания литий-ионных батарей вследствие разгерметизации корпуса из-за контакта содержимого ячейки с кислородом воздуха и водой. То есть если при ударе происходит разгерметизация батареи это почти наверняка означает последующее возгорание. Горят литий-ионные батареи хорошо, весело, ярко. Примером может служить не самый забавный случай, когда девочка решила сесть с айфоном в заднем кармане (девочка была американская, ее веса вполне хватило, чтобы сломать ойфончег пополам и разгерметизировать батарею. В результате возгорания она получила серьезные ожоги. Не садитесь на айфончеги. Впрочем, это касается любых телефонов с литий-ионными батареями и не сильно прочными корпусами. Чем больше батарея, тем веселее.
Тушатся с трудом. Одна из сложностей тушения литий-ионных батарей заключается в том, что как только загорелась одна ячейка, начинается нагрев и термический разгон соседних. Они, напомню, герметичны и потушить их традиционными способами не удастся, окислитель в количестве достаточном для начала реакции горения уже внутри ячейки.
Если вы спешите и пытаетесь зарядить батарею быстро (что логично при зарядке на "заправках"), то возникает риск прорастания дендритов лития к положительному электроду и, как следствие, короткому замыканию, ведущему к перегреву батареи и, как вы все уже поняли, к термическому разгону и возгоранию. Собственно, именно эти проблемы были у Дримлайнеров, которые полетели, но не далеко и несчастливо. Правда дримлайнерам повезло больше, чем грузовому борту, который из-за литий-ионных батарей загорелся в воздухе и упал не дотянув до аэродрома при попытке вернуться.

@темы: Дыбр, Всякая хрень, Рабочее-умное

Comments

[fire-dragon]

Любой предмет с высокой степенью концентрации энергии опасен.
Будь это литиевая батарейка, бак бензина или толовая шашка. Впрочем и вполне мирные кислородные или газовые баллоны бабахают ой ой.
Даже безобидная аммиачная селитра, если ее дробить копром, может долбануть (реальный случай, по подсчетам там бабахнуто около полутонны)

[Flanker-N]

. Руда реальнее шансы запалить свой телефон при заряде его от компа - цепи питания разъемов USB не имеют защиты от перезаряда подключенных устройств. Поэтому лучше используйте штатные зарядные устройства, особенно если планируете оставить телефон без присмотра.

При чем тут цепи питания USB хоста в компе, когда контроль параметров батареи находится собственно в смартфоне? Контроллер встроен в чипсет, поэтому опасность перезаряда и перегрева очень мала даже для махровых китайцев. Косяки, конечно, у все бывают, но эпичных фейлов, как у Samsung было всего два. И в обоих случаях косяк был именно в желании уменьшить линейные размеры аккумулятора, забыв сделать поправку на допуски в производстве и изменение размеров при нагреве. То, что воспламенение происходило при заряде, является следствием особенности работы устройства, а не проблемой зарядового устройства.

[Morceleb]

Flanker-N, пожарная статистика говорит немного другое, но допускаю что тут ты прав.

[Flanker-N]

Morceleb, Я точно прав в том, что смартфоны умеют отключаться от внешнего источника питания в случае достижения максимально допустимого уровня заряда батареи (который пользователь видит как 100% заряда на индикаторе). Подозреваю, что пожарная статистика несколько не отражает состояние аппарата до возгорания. Скорее всего причина в том, что смартфоны подвергались регулярному перегреву в процессе эксплуатации, в результате чего батарея уже находилась в состоянии близком к критическому по состоянию сепарации. А заряд от USB порта батареи в 2-4 Ач растягивается надолго, причем во многих случаях телефон еще и оказывается в месте с повышенной температурой воздуха и без нормальной вентиляции. Но, как обычно, худшее еще впереди. Последние полгода на рынке массово стали появляться относительно недорогие аппараты с "быстрой зарядкой". Через год-два мы столкнемся с сюрпризами от износившийся батарей, которые продолжают заряжать током в 15-18 Вт. В том числе оставляя на ночь. Причем, если решения от Qualcomm и MediaTek в плане контроля сомнений вызывают мало, то вот собственные разработки Huawei, BBK, Xiaomi доверия особо не вызывают.

[Патсталом]

Morceleb, это после того случая батарейки возят морем?

[Morceleb]

Патсталом, крупные партии литиевых батарей и товаров с литиевыми батареями к перевозке самолетами американцы запретили. насчет других стране не знаю.

[Flanker-N]

Кстати, вот и в iFixit волнуются www.washingtonpost.com/technology/2018/09/11/ex...
Даже не знал, насколько печальная статистика в пожарах при переработке этих батарей...

[Flanker-N]

крупные партии литиевых батарей и товаров с литиевыми батареями к перевозке самолетами американцы запретили. насчет других стране не знаю.

Китай тоже запретил. У нас и в Европе - на госуровне запрета нет, но большинство авиакомпаний внутренними правилами запретили. Еще пару лет назад при необходимости срочно доставить образцы изделий из Москвы в Крым или хотя бы в Краснодар так и не смогли найти ни одной ТК, которая бы взялась везти их воздухом. Именно из-за наличия LiPo аккумуляторов.