Почему взрываются аккумуляторы?

Современные аккумуляторы становятся всё более мощными и энергоёмкими, но эти достоинства оборачиваются и недостатками. Самым неприятным недостатком является способность аккумуляторов самопроизвольно взрываться, таких случаев описано уже достаточно много. Почему это происходит, и как снизить вероятность взрыва аккумулятора?
Почему взрываются аккумуляторы?

Фото: GREENWORK

Аккумуляторы любого типа характеризуются энергоёмкостью – количеством энергии, которое способны нести их ячейки в пересчёте на единицу массы. Например, энергоёмкость никель-кадмиевых аккумуляторов составляет примерно 50-60 Вт*ч/кг. У никель-металгидридных ога доходит до 70 Вт*ч/кг. А у некоторых типов (всего существует 6 типов) литий-ионных аккумуляторов она может превышать 200 Вт*ч/кг.

Современные литий-ионные акк...
Фото: GREENWORKS
Современные литий-ионные аккумуляторы отличаются большой ёмкостью

Чем больше энергии в себе несёт устройство, тем мощнее получается её выброс при коротком замыкании. Процесс этот сопровождается резким повышением температуры, так что часть содержимого батареи просто-напросто испаряется. Это, собственно, и есть взрыв.

Почему происходит короткое замыкание?

Чаще всего – из-за неправильного подключения или из-за механического повреждения корпуса батареи. Но не только.

Аккумуляторы широко применяю...
Фото: Dyson
Аккумуляторы широко применяются в пылесосах

У некоторых типов литий-ионных батарей есть недостаток: по не до конца выясненным причинам на электродах аккумуляторной ячейки начинается кристаллизация металлического лития в виде характерных «усов» (похожих пучки железных опилок, притягивающихся к полюсам магнита). Эти микроскопические «усы» способны послужить причиной утечек тока. При медленном нарастании утечек происходит нагрев устройства при работе, утолщение корпуса, аккумулятор начинает быстро терять заряд. При быстром нарастании утечек происходит короткое замыкание. 

Нарушение электроизоляции ме...
Фото: Bosch
Нарушение электроизоляции между электродами может происходить из-за внешнего воздействия. Тряска, удары – даже одного неудачного падения аккумулятора с высоты 1-1,5 м на твёрдую поверхность порой бывает достаточно, чтобы слегка повредить тончайшие слои изолирующего материала. При этом внешне аккумулятор может выглядеть неповреждённым. Также очень не рекомендуется перегрев аккумуляторов, их работа в неправильном температурном режиме.  На фото: Аккумуляторная пила

Подведём итоги:

  • Большинство типов устройств (никель-кадмиевые, никель-металл-гидридные и часть литий-ионных с энергоёмкостью ниже 100 Вт*ч/кг) в обычных условиях не взрываются даже если вы их проткнёте гвоздём. Взрываются некоторые типы литий-ионных аккумуляторов с максимальной энергоёмкостью (свыше 200 Вт*ч/кг); с ними следует обращаться с повышенной осторожностью.
  • Не роняйте аккумуляторы!
  • Не перегревайте устройства. Работа смартфона или компьютера в условиях плохой вентиляции корпуса ведёт к перегреву не только техники, но и аккумулятора. Соблюдайте температурный режим при хранении батарей. 
  • Для зарядки не пользуйтесь зарядными устройствами от аккумуляторов других типов. 
  • При появлении визуальных дефектов (деформация корпуса, нагрев при работе) использование данного аккумулятора следует немедленно прекратить.
  • Материал подготовил: Борис Безель