Analyse des Brandrisikos von Lithiumbatterien

Die Lithiumbatterien sind in allen elektronischen Geräten enthalten, die wir täglich verwenden, z. B. Telefone, Tablets oder Laptops. Diese Batterien sind normalerweise völlig sicher, aber manchmal fallen sie normalerweise aus. Ein Beweis für seine Zerbrechlichkeit ist, dass jede Transportbox, die eine Batterie trägt, diese angeben muss.

Lithium ist sehr empfindlich, aber es ist das beste Material, das wir derzeit für Batterien haben, aber es ist das beste Material, das wir derzeit für Batterien haben. In den letzten zwei Jahren haben wir mehrere Fälle gesehen, in denen Batterien Probleme in verschiedenen Geräten verursacht haben, sowohl auf der Ebene der Verschlechterung als auch als Explosion oder Leistungsverlust. Ihr Entstehungsprozess ist ziemlich komplex und es ist ihre eigene Fähigkeit, Energie zu speichern, die sie gefährlich macht.

In den letzten zwei Jahren haben wir mehrere Fälle gesehen, in denen Batterien Probleme bei verschiedenen Geräten wie Mobiltelefonen oder Laptops verursacht haben, sowohl auf der Ebene der Verschlechterung als auch als Explosion oder Leistungsverlust. Ihr Entstehungsprozess ist ziemlich komplex und es ist ihre eigene Fähigkeit, Energie zu speichern, die sie gefährlich macht.

Lithium ist das Material, aus dem Batterien hergestellt werden, da es eine hohe Speicherkapazität für Energie bietet. Während dies nach und nach an das Gerät und stabil (über einen im Akku enthaltenen Controller) geliefert wird, treten keine Komplikationen auf. Das Problem ist, wenn diese Energie plötzlich freigesetzt wird, wenn ein Kurzschluss erzeugt wird, da dies im Allgemeinen die Explosion verursacht.

Das Lithium ist das Material der Wahl für hochleistungsbatterien zur Speicherung von Energie. Während dies nach und nach an das Gerät und stabil (über einen im Akku enthaltenen Controller) geliefert wird, treten keine Komplikationen auf. Das Problem ist, wenn diese Energie plötzlich freigesetzt wird, wenn ein Kurzschluss erzeugt wird, da dies im Allgemeinen die Explosion verursacht.

lithium-ionen-batterien haben eine Kathode und eine Anode, von der aus sich geladene Lithiummoleküle bewegen und Energie erzeugen. Damit die Energie fließen kann, verwenden die Batterien eine brennbare organische Flüssigkeit namens Elektrolyt sowie ein poröses Material namens Separator, das verhindert, dass Kathode und Anode in Kontakt kommen. Andernfalls würde ein Kurzschluss auftreten.

Teil 1: Was ist der Grund, warum sie explodieren können?

Normalerweise sind die Anode und die Kathode getrennt. Der Separator ist eine durchlässige Membran, die die Bewegung der Ionen durch die Batterie zwischen Anode und Kathode ermöglicht. Wenn sie in Kontakt kommen, beginnt sich die Batterie zu überhitzen und explodiert dadurch.

Diese Explosion kann aus mehreren Gründen auftreten:

· Schlechte Konstruktions- oder Herstellungsfehler: In diesem Fall ist möglicherweise nicht genügend Platz für die Elektroden und Separatoren in der Batterie vorhanden. Sobald sich der Akku beim Laden leicht ausdehnt, verbiegen sich die Elektroden und können einen Kurzschluss verursachen.

· Externe Faktoren: Extreme Hitze oder Kälte können zum Ausfall der Batterien führen. Wenn sich die Batterien in der Nähe einer extremen Wärmequelle befinden, können sie explodieren. Wenn das Telefon mehrmals ausfällt, ist es auch möglich, dass der Separator beschädigt ist und sich die Elektroden berühren. Wenn Sie es durchbohren und es mit Luft oder Wasser in Kontakt kommt, erzeugen Sie automatisch einen Kurzschluss und explodieren.

· Ladegerät in schlechtem Zustand: Ein chinesisches Ladegerät von schlechter Qualität mit schlechter Isolierung kann den Akku beschädigen. Wenn der Ladevorgang im Mobiltelefon zu viel Wärme erzeugt, kann dies außerdem zu einer Beschädigung des akkus führen.

· Dominoeffekt aufgrund des Ausfalls einer Zelle: Wenn nur eine Zelle beschädigt wird, wird ein Dominoeffekt erzeugt, der den Rest der Batterie in ihrer Gesamtheit beschädigt. So etwas passierte bei den ersten Einheiten des Tesla Model S, bei denen die Batterien nicht gut vom Boden isoliert waren und kleine Steine auf der Straße sie durchbohren konnten, wodurch der Rest der Batterien explodierte.

Derzeit ist die Herstellung von Batterien außerordentlich sicher, und es werden methodische Tests durchgeführt, um zu verhindern, dass sie explodieren. Mit Blick auf die Zukunft werden die Batterien immer noch viel zuverlässiger sein, insbesondere wenn Festkörperbatterien in den kommenden Jahren eintreffen, die nicht nur sicherer sind, sondern auch eine größere Last speichern können.

Teil 2: Brandgefahr für Lithiumbatterien:

Überhitzung oder Manipulation ist die ultimative Ursache für die Explosion, aber die Wurzel des Problems liegt in einem schlechten Design des Geräts, in das der Akku eingelegt ist. Wie es dem Samsung 7 hätte passieren können, bei mangelhafter Herstellung desselben, bei einem Fehler der Software, die den Ladevorgang regelt, oder bei einem Fehler bei der Qualitätskontrolle.

Wenn das Mobiltelefon oder ein anderes Gerät gut gestaltet ist, sollte es keine Probleme geben. Wer denkt, dass man manchmal zu viel riskieren kann. Jedes Mal wollen wir mehr Energie auf weniger Raum und für weniger Geld, aber es gibt Grenzen.

Die Materialien, aus denen Lithiumbatterien hergestellt werden, sind im klassischen Sinne nicht besonders empfindlich. Ja, sie sind brennbar, müssen aber nicht besonders vorsichtig sein. Zumindest bei Raumtemperatur.

Dies ändert sich jedoch radikal mit der Temperatur und der Überspannung. Wenn eine Lithiumbatterie überhitzt ist, beginnt das komplexe chemische System in ihr, Blasen aus Sauerstoff, Kohlendioxid und anderen Gasen zu bilden.

Teil 3: Brandbekämpfung durch Lithiumbatterien:

Das Innere einer Batterie enthält Elektroden, die darauf gerollt sind, um den Platz optimal zu nutzen. In diesen Elektroden finden die chemischen Reaktionen statt, die den Transport von Elektronen ermöglichen.

Und hier treten auch Reaktionen bei bestimmten Temperaturen auf, die das Auftreten von Gasen verursachen. Die Gase nehmen einen wachsenden Raum ein und erhöhen den Druck der Batterie bis zu einem Punkt, an dem sie nicht mehr stehen kann. Dann knackt es und das Gas tritt sehr, sehr heiß aus, wobei der Rest der Komponenten gezogen wird.

Bei diesen Temperaturen brennen diese im Inneren der Batterie geschützten Komponenten. Da sich die Zellen nicht räumlich verengen, dehnt sich das gesamte Innere heftig aus, was zur Explosion der Batterie führen kann.