Рентген і інфрачервоні камери допомогли вченим вперше детально вивчити процес вибуху літій-іонного акумулятора в мобільному телефоні, в ході якого нутрощі батареї розігріваються до тисячі градусів Цельсія, і розкрити механізм його зародження, йдеться в статті, опублікованій в журналі Nature Communications.
«Звичайно, ті руйнації, які ми побачили, навряд чи можуть виникнути під час нормальної експлуатації ґаджетів, так як ми спеціально тримали батареї в умовах, які далеко виходять за рамки безпеки. Ми сподіваємося, що наш метод і отримані нами дані допоможуть виробникам акумуляторів оцінити їх безпеку для здоров’я користувачів і поліпшити їх конструкцію», — заявив Пол Ширінг (Paul Shearing) з університетського коледжу Лондона (Великобританія).
[ads2]
Ширінг і його колеги змогли з’ясувати, які процеси відбуваються всередині літій-іонних акумуляторів під час їх перегріву і що призводить до їх вибуху, спостерігаючи за нутрощами кількох батарей виробництва LG за допомогою спеціального рентгенівського томографа, який здатний отримувати знімки з швидкістю 1250 кадрів в секунду.
Постановка експерименту була дуже простою – вчені заряджали акумулятор на 100%, вставляли його в муляж телефону і нагрівали всю цю конструкцію до 250 градусів Цельсія за допомогою теплової гармати.
Буквально через 10 секунд після вимкнення гармати температура всередині батареї починала рости, і через дві хвилини вона вибухала, викидаючи струмінь розжареного газу і розплавлених нутрощів акумулятора.
Як показали знімки з томографа, батареї вибухали через те, що всередині них виникали серії коротких замикань, в ході яких всередині батареї з’являлися бульбашки газу, її спіральні шари руйнувалися, і виділялася велика кількість енергії, що ще більше нагрівала батарею і викликала нові замикання.
В кінцевому підсумку всі нутрощі батареї расплавлялись, і температура всередині корпусу досягала позначки в тисячі градусів Цельсія, про що свідчило те, що мідні компоненти всередині акумуляторів були розплавлені.
Читайте також:
За словами вчених, найменше постраждали ті батареї, в центрі яких знаходився сталевий стрижень, який виробники вставили в них для посилення їх механічної міцності. Такі акумулятори вибухнули, але не втратили своєї форми, що зробило їх більш безпечними для людини порівняно з батареями без стрижня, чия кришка була повністю зірвана потоком газів і чиї нутрощі практично повністю покинули захисну ємність.
Як сподіваються Ширінг і його колеги, підготовлені ними відеоролики та зібрані дані допоможуть акумуляторним компаніям поліпшити конструкцію літій-іонних акумуляторів і зробити їх безпечними як для приладів, так і для їх користувачів.
Крім сталевого стрижня в центрі, їх безпеку можна поліпшити, за словами фізиків, поліпшивши тепловідвід і систему розподілу тепла всередині захисної ємності.
Натхнення: nanonewsnet.ru