¿Por qué la batería de litio del teléfono celular se convierte en una "bomba"?

El buque insignia de Samsung Galaxy Note 7 ha estado en los titulares durante algún tiempo, no por su rendimiento o diseño (por supuesto, el rendimiento y el diseño del Note7 son realmente buenos), sino porque fue lanzado poco después de su lanzamiento. Es decir, se descubrió que la batería incorporada presenta importantes riesgos de seguridad y la probabilidad de una explosión sin motivo está mucho más allá del rango normal.

Cuando estalló el incidente, Samsung sufrió un gran golpe y perdió incontables cantidades de dinero. Los consumidores de productos electrónicos e incluso personas de todos los ámbitos de la vida comenzaron a "hablar sobre el cambio". Esto es de la definición reciente de teléfonos móviles Samsung por algunas aerolíneas como mercancías peligrosas de la aviación civil. Es evidente en el comportamiento.

Pero, de nuevo, no es raro que la electrónica explote en la vida cotidiana, entonces, ¿qué sucede cuando los dispositivos que supuestamente sirven a los consumidores de repente se convierten en "bombas"? Echemos un vistazo a la interpretación química de este artículo.

Todas son baterías de litio, pero ¿por qué son tan diferentes?

Hoy en día, la gran mayoría de productos electrónicos ha entrado en la "era de las baterías de litio". Como batería con más experiencia en aplicaciones, las baterías de litio tienen una vida útil prolongada, gran capacidad y bajo costo, por lo que es bien recibida. Es completamente razonable.

Sin embargo, aunque muchos tipos de baterías pueden denominarse "baterías de litio", ¿sabe que existe una gran diferencia entre las baterías de litio y las baterías de litio?

De hecho, las baterías de litio se pueden dividir aproximadamente en dos categorías: baterías de iones de litio tradicionales y baterías de polímero de iones de litio. Tienen muchas propiedades que se diferencian:

Baterías tradicionales de iones de litio:

El representante típico de tales baterías es la batería de litio 1.8650 que aparece con frecuencia en varios "tesoros de carga (fuentes de energía móviles)". La batería lleva el nombre de sus características de apariencia (18 mm de diámetro, 65 mm de altura y cilíndrica). Debido a su bajo costo y durabilidad, se ha convertido en un "luchador" en el mercado actual de baterías de litio.

Las baterías tradicionales de iones de litio, como otras baterías tradicionales, contienen electrolitos responsables de la transferencia de electrones (porque la carga y descarga de la batería es esencialmente un proceso de movimiento direccional electrónico), por lo que se requiere un cierto volumen de empaque (esto a veces hace que no sea portátil). ), Y la cáscara dura que se encarga de proteger el electrolito.

batería de polímero de iones de litio:

En la actualidad, todos los productos electrónicos portátiles, como teléfonos móviles, tabletas y la mayoría de las computadoras portátiles, utilizan baterías de este tipo.

Las baterías de polímero de iones de litio utilizan estructuras de batería de la serie de polímeros, por lo que solo requieren una pequeña cantidad de electrolitos líquidos. Por lo tanto, este tipo de batería no requiere carcasas duras para su protección. No hay límite para su forma y su volumen de empaque se puede reducir en gran medida.

Con base en estas características, las baterías de polímero de iones de litio están fuertemente equipadas en algunos productos electrónicos que buscan ligereza y requieren un grosor de equipo, y tienden a reemplazar las baterías de iones de litio tradicionales.

¿Por qué las baterías de litio se convirtieron en "bombas"?

En la explosión del Samsung Galaxy Note7 descrita al principio del artículo, Samsung confirmó más tarde que la explosión de los teléfonos móviles estaba estrechamente relacionada con las fallas de diseño de su batería de litio, y la explosión de productos electrónicos en los últimos años (como la explosión de Ordenadores portátiles Sony en 2006). Al final, Sony llevó a cabo un retiro mundial de productos problemáticos). Todo menos la excepción fue la explosión de las baterías de litio.

Desde un punto de vista químico, hay muchas razones para la explosión de las baterías de litio, y una parte considerable de las razones tienen mucho que ver con los defectos de diseño del fabricante.

Es bien sabido que una causa importante de explosión de la batería es un cortocircuito de la batería (es decir, el circuito en el que se encuentra la batería no tiene un aparato eléctrico, e incluso la corriente que pasa por la batería en un corto período de tiempo). el tiempo es demasiado largo). Ya sea que la batería esté en cortocircuito o sobrecargada (otra causa importante de la explosión de la batería de litio, es decir, el voltaje de carga de la batería es mayor que su límite superior establecido), hará que la batería de litio acumule una gran cantidad de calor y gas en un corto período de tiempo (las baterías de litio funcionarán. Generar gas).

De esta manera, para liberar presión, la batería de litio activa el dispositivo de liberación de presión interna o divide directamente su carcasa, y ambas condiciones hacen que el material interno de la batería entre en contacto con el aire directamente y provoque la combustión.

En general, la combustión por explosión de las baterías de litio rara vez se debe a una falla del circuito externo, lo que significa que la gran mayoría de los eventos de combustión por explosión de la batería de litio se deben a defectos de diseño dentro de la batería.

Por ejemplo, en la explosión de la batería de la computadora portátil Sony mencionada anteriormente, la parte del electrolito de la batería con problemas se detectó como una impureza metálica. El accidente también fue causado por una conductividad eléctrica inesperada causada por impurezas metálicas, lo que provocó un cortocircuito interno y provocó una explosión.

Casualmente, el incendio de la batería de litio de la aeronave Boeing 787 también estuvo relacionado con el comportamiento del electrolito en el entorno especial de la batería de la aeronave, lo que provocó un cortocircuito interno.

Por supuesto, las dos explosiones de baterías de litio involucraron tanto baterías de iones de litio tradicionales, y el "protagonista" de la explosión del Samsung Galaxy Note 7 fue una batería de polímero de iones de litio, por lo que la batería de polímero de iones de litio estuvo en tal evento. ¿Qué tiene de especial?

De hecho, en general, las baterías de polímero de iones de litio no tienen una carcasa rígida y la posibilidad de explosión y combustión violentas se ha reducido considerablemente. Cuando tales baterías tienen un accidente de explosión, explotarán de antemano debido a la poca resistencia al impacto de la carcasa, que generalmente se muestra. Combustión lenta después de explosión.

Sin embargo, el alto grado de variabilidad de forma de las celdas de polímero de iones de litio no solo brinda a los fabricantes de equipos más espacio de diseño libre, sino que a menudo también requiere un diseño adicional de los componentes de la batería. De esta forma, es inevitable que el diseño del paquete de baterías no pase, lo que a su vez provoca un accidente.

En la explosión del Samsung Galaxy Note 7, se determinó inicialmente que es probable que las baterías con defectos importantes en el proceso de producción sean las responsables de la explosión.

¿Cómo evitar que se repita la explosión?

Aunque Samsung ha lanzado un retiro del mercado de productos con baterías defectuosas, el impacto del incidente, incluido el daño a la imagen de marca, el valor y la reputación de la empresa, seguramente será irreversible. El incidente también puede incluirse en uno de los principales incidentes de seguridad en la historia del desarrollo de las baterías de litio.

En ese caso, ¿dónde debemos mejorar para evitar que se repita el accidente?

Hoy en día, las baterías de polímero de iones de litio se han promocionado ampliamente. Lo más importante que deben hacer los principales fabricantes de baterías de litio es, sin duda, fortalecer el control de la seguridad de las baterías. Esto no solo debe llevar a cabo la estricta inspección de fábrica del producto, la prueba del nuevo producto y el buen control de la tasa, sino que tampoco puede dejar que el diseño de la batería funcione y la entrada.

Después de todo, en teoría, una batería diseñada y fabricada de forma totalmente calificada tiene una probabilidad muy baja de accidentes después de un uso prolongado. Incluso si hay un accidente, no dañará la reputación del fabricante. Sin embargo, si la batería tiene problemas importantes en estos enlaces, el fabricante pagará un alto precio.

Para los consumidores, elegir las baterías de litio adecuadas y utilizarlas correctamente en el entorno adecuado es clave para prevenir accidentes.

Algunos consumidores son codiciosos por un tiempo y eligen varios tipos de baterías irregulares. De hecho, han representado un peligro oculto para su uso futuro. Del mismo modo, incluso si los consumidores no utilizan una batería de litio totalmente calificada en un entorno apropiado (como el uso de baterías en condiciones climáticas extremas, agua y altas temperaturas), o utilizan métodos inapropiados para tratar las baterías (como romper o cortar las baterías de litio) puede provocar accidentes.

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