Чем опасны Li-Po и Li-Ion аккумуляторы, в современных девайсах

Вы, возможно, уже видели в сети видео, в которых загораются телефоны, планшеты и ноутбуки и задавали себе вопрос — чем опасны аккумуляторы, как они взрываются и почему горят?  Сегодня в основном в электронике используется два типа аккумуляторов

• литий-ионные, или Li-Ion.
• литий-полимерные, или Li-Pol.

Второй вид АКБ является более современным и используется производителями все чаще. В начале эры мобильных устройств активно использовались никель-кадмиевые батареи. Однако в их состав входит кадмий, обладающий высокой токсичностью. В результате возникали серьезные проблемы с утилизацией вышедших из строя аккумуляторов.

Li-Po и Li-Ion аккумуляторы, из всех аккумуляторов  являются самыми опасными. Причина опасности в том, что они могут при больших повреждениях взрываться и воспламеняться. Это связано с тем, что батареи аккумулируют очень большую энергию, которую затем  могут очень быстро отдавать.

Все дело в химии, ионы лития начинают воспламеняться при контакте с воздухом. Все Li-Po и Li-Ion взрываются, и воспламеняются только когда повреждается оболочка одной или нескольких секций (банок) аккумулятора. Это может произойти вследствие механического повреждения, например, при ударе или при сильном вздутии, вследствие воздействия высоких температур или неправильного заряда.

Сила взрыва напрямую зависит от уровня заряда аккумулятора, если он заряжен сильно (и тем более чрезмерно), химические процессы в нем будут протекать гораздо сильнее и, наоборот, если разряжен, то химические процессы будут медленнее, поэтому и взрыва может не произойти, так, подымит просто немного.

Стандартное максимальное напряжение одной ячейки (банки) аккумулятора может быть разным. У некоторых аккумуляторов существует свой контролер заряда, как например в ноутбуках, который в автоматическом режиме следит за состоянием батареи, отработанных циклах перезарядки и т.д.  Теперь к сути, если напряжение будет более номинального, начнутся необратимые химические реакции, ячейка начнет вздуваться, повредит свою оболочку и произойдет взрыв или воспламенение. В современных АКБ установлено большое количество датчиков, призванных обеспечить надежную защиту источника питания.

Прокол аккумулятора, механические повреждения, короткое замыкание.

Тоже распространенная причина воспламенения аккумулятора. При проколе происходит моментальное воспламенение, и горящая ячейка может прихватить с собой еще и «здоровые» ячейки. При вмятине может произойти короткое замыкание.

Короткое замыкание происходит, когда замыкаются контакты + и -. Происходит очень много искр, повреждается оболочка и возникает выброс энергии. Но это не всё. Если замкнули силовые провода, выход энергии может быть такой силы, который превышает номинал разряда, это приводит к цепной реакции: аккумулятор начинает нагреваться и расширяться, из-за чего повышается внутреннее сопротивление и реакция начинает протекать еще быстрее — аккумулятор греется и расширяется, пока не произойдет взрыв.

Вздутие батареи в электронных устройствах может привести не только к их возгоранию, но и механическому повреждению электронных компонентов.

Например, мне в руки попал ноутбук Lenovo c поврежденной нижней частью. Сначала я подумал, что это произошло вследствие падения или иного повреждения. Но когда я полностью разобрал ноутбук, то увидел, что причиной повреждения корпуса стала вздутая батарея. Вполне возможно, что лопнувший корпус впоследствии, мог нарушить герметичность батареи, и могло бы произойти возгорание.

В случае с ноутбуком ASUS вздувшаяся батарея приподнимала материнскую плату. Впоследствии это могло привезти к ее поломке (отвал чипа, микротрещины, физическое повреждение и т.д.)

Аккумуляторы Li-Po и Li-Ion могут взорваться при воздействии на них высоких температур. О таких случаях я не слышал, но они имеют место быть. Чаще всего они раздуваются, если их оставляют в машине в жаркий день. Не оставляйте свои девайсы на солнце! В ноутбуках это вполне возможно при перегреве (несвоевременной чистке и профилактики системы охлаждения).

Мне становится интересно, когда люди говорят что аккумулятору всего лишь….пять лет, и он вдруг перестал работать. Это при том что в сегодняшних реалиях редко какой аккумулятор служит более трех лет. Естественный износ при котором рекомендуется менять батарею через три года избавит вас от многих проблем.

Аккумуляторы Li-Po и Li-ion опасны только при неправильной и неаккуратной эксплуатации. Если вы видите, что оболочка повредилась, он начал вздуваться не важно — прокол или вмятина, лучше воздержаться от его использования. В ноутбуках если аккумулятор поврежден, вздулся или вышел из строя лучше его вообще извлечь до покупки нового. Или как вариант использовать ноутбук с питанием от сети (без батареи). Кроме вероятности возгорания нерабочий аккумулятор с неисправным контроллером может нарушать работу ноутбука (самопроизвольные отключения, перезагрузки и т.д.).