Причина возгорания аккумулятора электросамоката

Коварная батарейка: почему взрываются сигвеи и электросамокаты

Помните, как много мы читали новостей про взрывающиеся телефоны? Там стоят ионно-литиевые батарейки, которые при неправильной эксплуатации или повреждениях начинают выделять водород. А в замкнутом корпусе это может привести к взрыву. И если не убьет, то покалечит. Но во всех электрических средствах передвижения, вроде электросамоката, — такие же ионно-литиевые батареи, однако намного мощнее. И когда взрываются они — это как бомба, которую вы заложили в собственную квартиру. Как раз на этой неделе такой взрыв не только уничтожил квартиру, но повредил даже шахту лифта в одном московском доме. Но как сделать так, чтобы обезопасить себя?

Только с приездом пожарных и полиции стало понятно – взорвался электросамокат. К газу, о котором, в первую очередь, возможно, подумали спасатели, этот столичный дом не подключен.

«Ну что в итоге — вынесло вот эту дверь, повредило лифты, выбило окна в обе стороны», — говорит жилец дома.

Свой двухколесный транспорт Павел Тарасов купил за 30 тысяч рублей. Штука удобная, ездит быстро, до 45 км/ч, мощный аккумулятор, которого хватает надолго. И именно из-за него Павлу теперь придется выложить не одну сотню тысяч рублей за ремонт. Как в квартире, так и в пострадавшем подъезде – погнуло даже двери лифта.

Электрический транспорт, даже такой компактный, сам по себе считается максимально безопасным. Тут всего-то электродвигатель и батарея. Но она, как и бензобак в машине, не представляет угрозы, только если соблюдать определенную осторожность. Иначе последствия могут быть даже хуже, чем взрыв авто.

Сами по себе аккумуляторы не так уж и опасны. Если качественно собраны, производитель надежный, а пользователь хотя бы один раз прочитал инструкцию по безопасности. Все дело в начинке. Литий-ионный аккумулятор устроен несложно. Две тонкие пластины из фольги, одна алюминиевая с катодным материалом, вторая медная с анодным. Между ними материал, пропитанный жидким электролитом. Такое устройство позволяет свернуть фольгу в своеобразный рулон и получить на вид обычную батарейку. Именно такие стоят в самокатах, моноколесах, сигвеях и вообще крупных гаджетах. В телефон чаще устанавливают следующее поколение — литий-полимерные аккумуляторы. Основное различие — материала с жидким электролитом нет, вместо него гель или полимерная пленка. Сама батарея может быть миниатюрной и тонкой — всего 1 мм. Правда, и стоит намного дороже. Литий — довольно редкий металл. И не самый безопасный.

«Щелочной металл, то есть очень химически активный. Энергично взаимодействует с водой и также взаимодействует с кислородом воздуха. Поэтому при разгерметизации, скажем, литий-ионных аккумуляторов из-за бурной химической реакции может произойти сильное разогревание и даже воспламенение таких аккумуляторов», — говорит кандидат химических наук Андрей Дорохов.

Поэтому каждая батарейка обязательно снабжена электронной защитой. Ведь опасно не только физическое повреждение, но и глубокий разряд или перезарядка аккумулятора. И тем более – короткое замыкание. Именно это, судя по всему, произошло в Волгодонске с обычным роботом-пылесосом. Маленькому Лёне Брыкалову пришлось спасать и себя, и сестренку, и вызывать спасателей.

«Мы побежали с сестрой на кухню, испугались. Подышали в форточку. Чувствую, что уже дым накапливается. Потом оборачиваюсь, там уже в коридоре лампочки не видно с кухни. Беру себе и сестре тряпки мокрые, прислоняю ко рту», — говорит он.

Дети спаслись, а вот квартира выгорела дотла за каких-то 10-15 минут. Тушить водой литиевые аккумуляторы бесполезно. Металл, наоборот, реагирует и выделяет водород. Самое действенное средство – засыпать пылающую батарею песком.

Роберт Мартиросян с литиевыми батареями работает каждый день – занимается ремонтом электротранспорта. Проблемы с аккумуляторами — одни из самых частых. За ними просто никто не ухаживает, как написано в паспорте. А инструкции по безопасности не так уж сложны.

«Хранить в тепле, чтобы было больше, чем +5 градусов. Не на балконе, не в подъезде холодном. И второе условие, чтобы заряд при хранении был от 50 до 80%. Потому что бывает, что разрядили в ноль, на зиму закинули и все, весной будут проблемы», — говорит мастер.

Например, вот такие. Самокат просто стоял на зарядке. Хорошо, что на улице. И таких потенциальных бомб вокруг нас очень много. Без всякого преувеличения можно сказать — современная цивилизация держится на литий-ионных аккумуляторах. Практические все смартфоны, транспорт, от моноколеса до автомобиля и автобуса, электроинструмент — дрели, пилы и многое другое, бытовая техника. Именно поэтому год назад Джон Гуденаф, Акира Есино и Стенли Уиттингем получили Нобелевскую премию. За развитие литий-ионных батарей.

Вряд ли ученые думали о том, к чему может привести их изобретение. Причем даже совсем небольшой аккумулятор. Три этажа в одном из домов Краснодара сгорели из-за неисправности в ноутбуке. Именно из-за того, что литиевые батареи – это потенциальная и вполне реальная угроза, их не применяют, например, в подводных лодках. При всех очевидных плюсах на такое пока решились только японцы. Остальные страны разрабатывают альтернативные источники питания.

«Это вот проточная редокс-батарея, и она состоит из нескольких блоков. То есть основные блоки — это две емкости с топливом и один мембранно-электронный блок. Ну, будем называть его просто батарея, и вот это топливо непрерывно насосами прокачивается через батарею», — говорит заместитель заведующего лабораторией МХИТ РХТУ имени Менделеева Михаил Петров.

Впрочем, это пока проект. Массовой замены литиевых аккумуляторов не видно даже в отдаленном будущем. А так как технологию их производства осваивают даже мелкие подпольные фабрики, а в инструкции по безопасности многие даже не заглядывают, — то количество взрывов и пожаров наверняка будет только расти.

Источник

Взрыв аккумулятора электросамоката и как это предотвратить

Электросамокат – одно из наиболее популярных устройств для передвижения. Компактный гаджет с мощным электрическим двигателем позволяет комфортно передвигаться по городским улицам, активно проводить досуг, принимать участие в соревнованиях или отдыхать за городом. Но, как и любое сложное устройство, самокат требует соответствующего ухода. В противном случае вероятны поломки и дорогостоящий ремонт. Одной из проблем, с которой сталкиваются владельцы электросамокатов, является взрыв батареи и возгорание. Что именно является причиной взрыва и можно ли защитить устройство от этого?

Причины взрыва электросамокатов

Основными причинами, по которым происходит взрыв электросамоката, являются:

• короткое замыкание таких элементов, как система балансировки, плата, АКБ (может происходит из-за производственного брака или неправильной эксплуатации, нарушений правил при пайке контактов, использования для этого неподходящих материалов);
• использование батареи низкого качества или непроверенного производителя, нарушение целостности оболочки АКБ, что вызывает контакт литий-ионных источников питания с воздухом и последующее их возгорание;
• использование несовместимой с устройством АКБ (характеристики батареи указаны в спецификации к электросамокату, покупать необходимо только те батареи, которые рекомендованы для данной модели гаджета);
• низкое качество сборки электросамоката, использование дешевых материалов для пайки и соединения кабелей;
• нарушение правил зарядки батареи, перезаряд, неправильное хранение АКБ.

Основной причиной возгорания является короткое замыкание батареи. Происходит это из-за физического воздействия на АКБ, неправильной зарядки или естественного старения. Мастера часто сталкиваются именно с физическим воздействием на батарею. Это удары, падения самоката, повреждения корпуса АКБ. Все они вызывают соприкосновение катода и анода, что запускает необратимые последствия, перегрев и взрыв. Определить внешне такую причину невозможно, обычно райдер сталкивается с внезапным взрывом аккумулятора прямо во время движения.

Второй причиной короткого замыкания является нагрев. Его вызывают неправильная зарядка, использование неоригинального зарядного устройства или длительное хранение АКБ под солнечными лучами. Перегрев аккумулятора обычно вызывает взрыв при длительном подключении к сети и использовании ЗУ низкого качества. Многие владельцы электросамокатов допускают фатальную ошибку – оставляют гаджет на зарядку на ночь, не выдерживая положенное время подключения. В итоге устройство при длительном подключении к сети перегревается, происходит взрыв. Такую же реакцию вызывает ЗУ с неправильно выбранными техническими характеристиками или просто низкого качества сборки. При нагреве АКБ происходят такие реакции:

• повышение температуры вызывает ускоренное течение химических реакций;
• внутренняя часть АКЮ расширяется;
• появляется цепь микроскопических коротких замыканий, что приводит в итоге к взрыву.

Избежать взрыва при перегреве можно, если быстро отключить устройство от сети и охладить его. Но проконтролировать температуру батареи при ночной зарядке можно далеко не всегда, как итог – взрыв и возгорание электросамоката без невозможности его восстановления.

Еще одной причиной короткого замыкания, приводящего к взрыву, выступает естественное старение аккумулятора. Поэтому рекомендуется своевременно проводить замену АКБ, учитывая, что срок эксплуатации уменьшается при воздействии частого нагрева, использования быстрой зарядки, хранении батареи на морозе. Причинами короткого замыкания при старении аккумулятора являются дендриты, которые со временем достигают катода и вызывают выход из строя батареи.

Как предотвратить взрыв?

Предотвратить взрыв и возгорание гаджета важно, так как они становится причинами полного выхода из строя электросамоката, получения райдером серьезных ожогов. Если самокат загорелся дома ночью при зарядке, он может вызвать пожар. Поэтому надо предупредить подобную поломку, выполняя следующие рекомендации:

• покупать надо электросамокаты от проверенных брендов и продавцов;
• на устройство должны быть в наличии сертификаты соответствия;
• не рекомендуется кататься в сильный дождь даже при наличии водозащиты;
• самокат заряжает в строгом соответствии с рекомендациями производителя, для этого надо использовать оригинальные зарядные устройства.

Исключить взрыв можно, используя только качественные комплектующие и батареи от проверенных производителей. Хранить электросамокат надо в надлежащих условиях, зарядку проводить в условиях, при которых нагрев или возгорание не приведут к негативным последствиям. Также надо соблюдать условия по эксплуатации, предоставляемые производителем или продавцом при покупке.

Источник

Почему взрывается аккумулятор самоката

Электросамокат – удобный персональный транспорт, которому отдает предпочтение все больше поклонников активного образа жизни. Насколько он безопасен – зависит от того, где и как ездить. При соблюдении элементарных правил эксплуатации электросамокат ничуть не опаснее, чем обычный велосипед. Но периодически в сети появляются жуткие видео о возгорании аккумулятора самоката в очередной квартире.

Подобные инциденты происходят редко, но вызывают закономерные опасения у владельцев персонального электротранспорта. У многих возникают вопросы и сомнения насчет безопасности использования литиевых аккумуляторов. Когда видишь обгорелые стены, которые остались в результате взрыва аккумулятора самоката, невольно появляются опасения. Что же делать, хранить электросамокат в чугунной ванне? Паниковать не нужно, но и пренебрежительно относиться к вопросам безопасности не стоит.

Причины взрывов и возгорания батарей самокатов

Потенциально источниками опасности в электросамокате выступают аккумуляторная батарея и проводка. Предпосылками для возникновения опасных ситуаций могут стать:

• механическое повреждение АКБ или проводки;
• непрофессиональный ремонт или тюнинг электросамоката лицами, не имеющими должного опыта;
• брак при производстве – попадание микрочастиц металла между анодом и катодом, повреждение сепаратора из-за неаккуратной нарезки электродов;
• поездки под дождем и по лужам на недостаточно герметичном самокате;
• перегрев выше 50 °С;
• высокотоковая подзарядка;
• превышение граничного напряжения;
• прорастание через сепаратор цепочек лития – из-за ускоренной подзарядки, минусовой температуры или повышенной емкости активного материала катода по сравнению с емкостью анода.

Основная причина, почему взрывается аккумулятор самоката, – КЗ в структуре ячейки. Спровоцировать электрический контакт между катодом и анодом способно механическое повреждение элемента питания, нарушение целостности пористого сепаратора и другие факторы.

Как происходит возгорание

При возникновении внутреннего КЗ накопитель энергии стремительно греется. При достижении температуры 70–90 °С начинает разлагаться ион-проводящая защитная оболочка на аноде. Литий взаимодействует с электролитом, вследствие чего выделяются летучие углеводороды.

При дальнейшем повышении температуры до 180–200 °С катод выделяет кислород, и наблюдается возгорание. Нагрев продолжается, приводя к тепловому разложению электролита (около 300 °С). После этого взаимодействовать с оставшимся электролитом начинает графит, а при температуре 660 °С плавится алюминиевый токоприемник.

Способы предотвращения опасных ситуаций

Для предотвращения возгораний и взрывов Li-Ion аккумуляторов используются специальные элементы защиты:

• предохранители – в критической ситуации они отключают электроды от электрической цепи;
• балансиры заряда;
• термическая изоляция компонентов в большой батарее;
• контроллеры;
• сенсоры.

При полноценной герметизации и изоляции АКБ, отсутствии давления на ее элементы и соблюдении правил эксплуатации, использовании надежной BMS платы управления и подходящего зарядного устройства вероятность возгорания или взрыва близка к нулю. Многоэтапные системы защиты свели к минимуму взрывоопасность литий-ионных батарей, а современные приборы для проверки аккумуляторов самокатов позволяют удостовериться в их исправности.

Как проверить аккумулятор самоката

Чтобы избежать неприятных инцидентов при эксплуатации литиевых АКБ, покупайте их у надежных производителей и соблюдайте правила эксплуатации:

• избегайте тепловых и механических воздействий;
• не подвергайте АКБ деформации;
• не разбирайте ее;
• храните в сухом помещении при температуре 15–25 °С;
• отслеживайте ее состояние – вздутую или потекшую батарею использовать нельзя;
• используйте исправные зарядные устройства с подходящими параметрами;
• не покупайте АКБ сомнительного качества.

Для проверки Li-Ion аккумуляторов используются специальные стенды и тестеры. В простейшем случае можно воспользоваться вольтметром, амперметром и реостатом или другой регулируемой нагрузкой. Аккумулятор нужно зарядить и выждать полчаса, чтобы он остыл. После этого замеряется напряжение. Его значение должно соответствовать номинальному.

Для определения запасенной энергии к батарее последовательно подключаются реостат и амперметр. В течение часа подается нагрузка в соответствии с номинальной емкостью. Периодически замеряется напряжение, и по нему определяется момент разрядки АКБ. Если под нагрузкой 1С батарея отработала 1 час, реальная емкость соответствует заявленной.

В нашей предыдущей статье приведена полезная информация о выборе рамы для электровелосипеда.

Источник