Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου (Li-ion) είναι σε γενικές γραμμές, εξαιρετικά ασφαλείς. Όμως πολύ συχνά διαβάζουμε για διάφορες εκρήξεις, όπως τότε με το φιάσκο Galaxy Note 7 της Samsung ή με την πιο πρόσφατη ανάκληση των φορητών υπολογιστών της HP. Τι συμβαίνει όμως με τις συγκεκριμένες μπαταρίες;
Οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες ιόντων λιθίου (Li-ion), είναι οι μπαταρίες που συναντάμε μέσα σε laptops, smartphones, tablets και σχεδόν κάθε άλλο gadget διαθέτετε. Τι συναντάμε σε αεροπλάνα και ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Χωρίς τις μπαταρίες ιόντων λιθίου, δεν θα μπορούσαμε να κάνουμε πολλά από αυτά που κάνουμε, σε μέρη που δεν διαθέτουν πρίζες.
Τι υπάρχει μέσα μια μπαταρία ιόντων λιθίου (Li-ion);
Για να καταλάβετε γιατί μερικές φορές ακούμε για εκρήξεις στις μπαταρίες ιόντων λιθίου (Li-ion), θα πρέπει να γνωρίζετε την δομή τους. Μέσα σε κάθε μπαταρία ιόντων λιθίου, υπάρχουν δύο ηλεκτρόδια, η θετικά φορτισμένη κάθοδος και η αρνητικά φορτισμένη άνοδος που διαχωρίζονται από ένα λεπτό φύλλο πλαστικού “μικροδιαπερατού” που κρατά τα δύο ηλεκτρόδια ξεχωριστά χωρίς να αγγίζουν.
Όταν φορτίζετε μια μπαταρία ιόντων λιθίου, τα ιόντα λιθίου ωθούν τον ηλεκτρισμό από την κάθοδο, μέσω των μικροδιαπερασμάτων στο διαχωριστή, σε ένα ηλεκτρικά αγώγιμο υγρό, και στην άνοδο. Όταν η μπαταρία αποφορτιστεί, συμβαίνει ακριβώς το αντίστροφο με τα ιόντα λιθίου που ρέουν από την άνοδο προς την κάθοδο. Αυτή είναι η αντίδραση που δίνει ενέργεια στο φορητό σας υπολογιστή.
Οι μικρές μπαταρίες, όπως αυτές που υπάρχουν στα smartphones, συνήθως διαθέτουν μόνο ένα κελί ιόντων λιθίου. Οι μεγαλύτερες μπαταρίες, όπως αυτές των φορητών υπολογιστών, έχουν συνήθως μεταξύ 6 και 12 κυψέλες (κελιά) ιόντων λιθίου. Οι μπαταρίες σε ηλεκτρικά αυτοκίνητα και αεροπλάνα μπορούν να έχουν εκατοντάδες κελιά.
Τι κάνει μια μπαταρία λιθίου να εκραγεί;
Το ίδιο πράγμα που κάνει τις μπαταρίες ιόντων λιθίου τόσο χρήσιμες είναι και αυτό που τους δίνει την ικανότητα να πιάσουν φωτιά ή να εκραγούν. Το λίθιο είναι πολύ καλό για την αποθήκευση ενέργειας. Όταν απελευθερώνεται αργά, τροφοδοτεί το τηλέφωνό σας όλη τη μέρα. Όταν όμως κυκλοφορήσει με τη μία, η μπαταρία μπορεί να εκραγεί.
Οι περισσότερες πυρκαγιές και εκρήξεις μπαταριών ιόντων λιθίου αναφέρονται σαν πρόβλημα βραχυκυκλώματος. Αυτό συμβαίνει όταν ο πλαστικός διαχωριστής αποτύχει ξεχωρίσει την άνοδο και την κάθοδο. Και φυσικά όταν συναντηθούν, η μπαταρία αρχίζει να υπερθερμαίνεται.
Υπάρχουν διάφοροι λόγοι για τους οποίους ο διαχωριστής μπορεί να αποτύχει στο έργο του:
Κακός σχεδιασμός ή ελαττώματα κατασκευής: Η μπαταρία δεν έχει σχεδιαστεί σωστά, όπως έγινε με το Galaxy Note 7. Στην περίπτωση αυτή, δεν υπήρχε αρκετός χώρος για τα ηλεκτρόδια και τον διαχωριστή της μπαταρίας. Σε ορισμένα μοντέλα, όταν η μπαταρία ζεσταθεί λίγο καθώς φορτίζεται, τα ηλεκτρόδια κάμπτονται και προκαλούν βραχυκύκλωμα. Ακόμα και μια καλά σχεδιασμένη μπαταρία μπορεί να αποτύχει εάν ο ποιοτικός έλεγχος δεν τηρηθεί με “ευλάβεια” ή αν υπάρχει κάποιο ελάττωμα στην κατασκευή.
Εξωτερικοί παράγοντες: Η ακραία θερμότητα σχεδόν εγγυάται κάποια αποτυχία της μπαταρίας. Οι μπαταρίες που παραμένουν πολύ κοντά σε μια πηγή θερμότητας, είναι γνωστό ότι εκρήγνυνται. Ένας άλλος εξωτερικός παράγοντας που μπορεί να προκαλέσει την αποτυχία μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου. είναι αν σας πέσει η συσκευή πολλές φορές. Έτσι υπάρχει πιθανότητα να προκαλέσετε ζημιά στο διαχωριστή και να προκαλέσετε την επαφή των ηλεκτροδίων. Αν τρυπήσετε δε, την μπαταρία (τυχαία ή σκόπιμα), τότε σχεδόν σίγουρα θα προκαλέσετε κάποιο βραχυκύκλωμα.
Προβλήματα φορτιστή: Ένας κακώς κατασκευασμένος ή κακώς μονωμένος φορτιστής μπορεί επίσης να βλάψει μια μπαταρία ιόντων λιθίου. Εάν ο φορτιστής παράγει θερμότητα κοντά στην μπαταρία, μπορεί να προκαλέσει βλάβες.
Θερμική διαρροή και πολλαπλά κελιά: Το συγκεκριμένο θέμα δεν σχετίζεται με μπαταρίες μεμονωμένων κυψελών, όπως αυτές που υπάρχουν στα περισσότερα smartphones (το iPhone X έχει στην πραγματικότητα δύο κελιά).
Μόλις ένα κελί υπερθερμανθεί, μπορεί να έχουμε ένα φαινόμενο ντόμινο που ονομάζεται “θερμική διαφυγή” ή “thermal runaway.” Για μπαταρίες με εκατοντάδες κελιά, όπως αυτές του Tesla Model S, μια θερμική διαφυγή μπορεί να αποτελέσει ένα πραγματικά μεγάλο πρόβλημα.
