لماذا تنفجر بطاريات Lithium-Ion؟
في حين أن بطاريات الليثيوم أيون ، على العموم ، آمنة بشكل لا يصدق ، فإنها تصطاد في بعض الأحيان من حين لآخر أو تنفجر. عندما يحدث ذلك ، كما هو الحال مع الفشل الذريع في Samsung Galaxy Note 7 أو استدعاء أجهزة الكمبيوتر المحمول الأكثر حداثة من HP ، فهي دائمًا أخبار مهمة. إذاً ما الذي يحدث ولماذا تخرج البطاريات أحيانًا عن طريق الانفجار؟ هيا نكتشف.
بطاريات الليثيوم أيون القابلة لإعادة الشحن ، وهي نوع البطارية الموجودة داخل الكمبيوتر المحمول والهاتف والجهاز اللوحي ، وإلى حد كبير كل الأجهزة الحديثة الأخرى التي تمتلكها ، وكذلك السيارات الكهربائية والطائرات ، هي المسؤولة عن ثورة الأجهزة المحمولة. بدون بطاريات ليثيوم أيون ، لن أتمكن من كتابة هذه المقالة في المقهى. بدلاً من ذلك ، يجب أن أكون متصلاً بمصدر طاقة طوال الوقت.
ماذا يوجد داخل بطارية ليثيوم أيون?
لفهم سبب فشل بطاريات أيونات الليثيوم في بعض الأحيان ، تحتاج إلى معرفة ما يحدث تحت غطاء المحرك. داخل كل بطارية ليثيوم أيون ، هناك قطبين كهربائيين - الكاثود المشحونة إيجابيا ، وعاكس للأكسيد يفصل بينهما ورقة رقيقة من البلاستيك "المصغر" الذي يحافظ على قطبين من اللمس. عندما تقوم بشحن بطارية ليثيوم أيون ، يتم دفع أيونات الليثيوم بالكهرباء من الكاثود ، من خلال عمليات التفريغ الدقيقة في جهاز الفصل وسوائل الموصلية الكهربائية ، وإلى الأنود. عند تفريغ البطارية ، يحدث العكس مع أيونات الليثيوم المتدفقة من الأنود باتجاه القطب السالب. هذا هو رد فعل قوى الكمبيوتر المحمول الخاص بك.
عادة ما تحتوي البطاريات الصغيرة ، مثل تلك الموجودة في الهواتف الذكية ، على خلية واحدة فقط من الليثيوم. أكبر البطاريات ، مثل تلك الموجودة في أجهزة الكمبيوتر المحمولة ، وعادة ما يكون بين 6 و 12 خلايا ليثيوم أيون. يمكن أن البطاريات في السيارات الكهربائية والطائرات لديها مئات الخلايا.
ما الذي يجعل بطارية ليثيوم أيون تنفجر?
الشيء الوحيد الذي يجعل بطاريات أيونات الليثيوم مفيدة للغاية هو ما يمنحهم القدرة على إشعال النار أو الانفجار. الليثيوم هو حقا عظيم في تخزين الطاقة. عندما يتم إصداره كقطرة ، فإنه يعمل على تشغيل هاتفك طوال اليوم. عند إطلاقه دفعة واحدة ، يمكن أن تنفجر البطارية.
اشتعلت النار هذه بطارية ليثيوم أيون من طائرة الخطوط الجوية اليابانية بوينغ 787 في عام 2013. معظم حرائق بطارية ليثيوم أيون وانفجاراتها تتحول إلى مشكلة قصر الدائرة. يحدث هذا عندما يفشل الفاصل البلاستيكي ويسمح للناود والكاثود باللمس. وبمجرد أن يجتمع هذان الشخصان ، تبدأ البطارية في الارتفاع.
هناك عدد من الأسباب التي قد تفشل الفاصل:
- عيوب التصميم أو التصنيع السيئة: تم تصميم البطارية بشكل سيئ ، كما هو الحال مع Galaxy Note 7. في هذه الحالة ، لم تكن هناك مساحة كافية للأقطاب والفاصل في البطارية. في بعض الموديلات ، عندما توسع البطارية قليلاً كما كانت مشحونة ، كانت الأقطاب الكهربائية مثنية وتسببت في دارة قصيرة. حتى البطارية المصممة بشكل جيد يمكن أن تفشل إذا لم يتم الحفاظ على مراقبة الجودة ضيقة بما فيه الكفاية أو هناك بعض العيوب في التصنيع.
- عوامل خارجية: يكاد يكون مضمون الحرارة القصوى لتسبب الفشل. فالبطاريات التي تُركت قريبة جداً من مصدر الحرارة - أو التي يتم اصطيادها في النار - قد عرف أنها تنفجر. عامل خارجي آخر يمكن أن يسبب فشل بطارية ليثيوم أيون ، أيضا. إذا قمت بإسقاط هاتفك بشدة (أو عدة مرات) ، فهناك احتمال أن تتلف الفاصل وتتسبب في لمس الأقطاب الكهربائية. إذا اخترقت البطارية (إما عن طريق الصدفة أو عن عمد) ، فستتسبب بالتأكيد في حدوث ماس كهربائي.
- مشاكل شاحن: يمكن لشاحن سيئ الصنع أو ضعيف العزل أن يتلف أيضًا بطارية ليثيوم أيون. إذا كان الشاحن يفرز أو يولد حرارة بالقرب من البطارية ، فيمكنه فعل ما يكفي من الأضرار لإحداث الفشل. هذا هو السبب في أننا نوصي باستخدام أجهزة الشحن الرسمية فقط (أو على الأقل ، أجهزة طرف ثالث عالية الجودة من العلامات التجارية ذات السمعة الطيبة). لقد بنيت بطاريات ليثيوم أيون في وسائل الحماية لمنعهم من الشحن الزائد. على الرغم من ندرة هذه الاحتياطات ، إلا أن الشحن الزائد يعد طريقة جيدة لزيادة سخونة البطارية.
- حراري هارب وخلايا متعددة: على الرغم من عدم ملاءمتها لبطاريات الخلية الواحدة مثل تلك الموجودة في معظم الهواتف الذكية (يوجد في الواقع جهاز iPhone X خليتين) ، إلا أن هناك حاجة لخلية بطارية واحدة فقط لكي تفشل البطارية بأكملها. بمجرد أن تسخن خلية واحدة ، ستحصل على تأثير الدومينو يسمى "حراري حراري". بالنسبة للبطاريات التي تحتوي على مئات الخلايا تشبه تلك الموجودة في نموذج Tesla موديل S-الحراري ، من المحتمل أن تكون مشكلة كبيرة بالفعل.
على الرغم من أن تفحص سبب فشل البطارية في بعض الأحيان يرسم صورة مخيفة ، فإن بطاريات الليثيوم أيون هي تكنولوجيا آمنة وناضجة. حقيقة أن الخبر دائمًا عندما تنفجر البطارية بشكل غير متوقع تُظهر مدى ندرة الحدث في حالات الفشل الكبيرة هذه. يضع مصنعو البطاريات الكثير من الضمانات في مكانها لمنع البطاريات من الفشل ، أو على الأقل تخفيف الضرر الذي يمكن أن يتسبب فيه الفشل.
رصيد الصورة: wk1003mike / Shutterstock.com.
