A lítium akkumulátorok robbanásveszélyes típusai

Az akkumulátorcellákban fellépő robbanástípusok három típusba sorolhatók: külső rövidzárlat, belső rövidzárlat és túltöltés. A külső kifejezés itt az akkumulátorcella külsejét jelenti, beleértve az akkumulátorcsomagon belüli rossz szigetelési kialakítás által okozott rövidzárlatokat. Ha rövidzárlat lép fel az akkumulátorcellán kívül, és az elektronikus alkatrészek nem szakítják meg az áramkört, nagy hő keletkezik a cellában, aminek következtében néhány elektrolit elpárolog, és megtámasztja az akkumulátor burkolatát. Amikor az akkumulátor belső hőmérséklete eléri a 135 Celsius fokot, a jó minőségű szeparátorpapír lezárja a finom pórusokat, leállítja vagy majdnem befejezi az elektrokémiai reakciót, hirtelen áramesést okoz, a hőmérséklet pedig lassan csökken, elkerülve ezzel a robbanást. Ha azonban a pórusok záródási sebessége túl gyenge, vagy ha a pórusok egyáltalán nem záródnak be, a membránpapír hatására az akkumulátor hőmérséklete tovább emelkedik, ami több elektrolit elpárolgását okozza, ami végső soron az akkumulátor héjának törését, sőt az akkumulátor hőmérsékletének növelése, hogy az anyag égjen és felrobbanjon. A belső rövidzárlatot elsősorban a membránon áthatoló réz- és alumíniumfólia sorja, vagy a membránon áthatoló lítiumatomok dendrites kristályai okozzák.
Ezek a kis tű alakú fémek mikro rövidzárlatot okozhatnak. Tekintettel arra, hogy a tű nagyon vékony és bizonyos ellenállásértékkel rendelkezik, előfordulhat, hogy az áram nem túl magas. A gyártási folyamat során réz alufólia sorja keletkezik, a megfigyelt jelenség pedig az, hogy az akkumulátor túl gyors szivárgása, amit leginkább a cellagyár vagy az összeszerelő gyár képes észlelni. Sőt, a kis sorja miatt néha leéghetnek, amitől az akkumulátor visszaáll a normál állapotba. Emiatt nem nagy a valószínűsége a robbanásnak, amelyet a sorja mikro rövidzárlata okoz. Ez az állítás abból a tényből is kitűnik, hogy a különböző akkumulátorcella-gyárakban gyakran előfordulnak hibás, alacsony feszültségű akkumulátorok röviddel a töltés után, de kevés a robbanás, amely statisztikailag alátámasztható. Ezért a belső rövidzárlatok okozta robbanást elsősorban a túltöltés okozza.
Mert a túltöltés után mindenhol tűszerű lítium fémkristályok vannak az elektródán, mindenhol szúrási pontok vannak, és mindenhol mikrozárlatok történnek. Ezért az akkumulátor hőmérséklete fokozatosan emelkedik, végül a magas hőmérséklet hatására az elektrolit elgázosodik. Ez a helyzet, akár a túlzott hőmérséklet miatt, ami anyagégést és robbanást okoz, vagy a héj először eltörik, ami levegő bejutását és a lítium-fémmel való intenzív oxidációt okozza, a robbanás vége. A túltöltés okozta belső rövidzárlatok által okozott robbanás azonban nem feltétlenül a töltés során következik be. Előfordulhat, hogy a fogyasztók abbahagyják a töltést és kiviszik telefonjukat otthonukból, mielőtt az akkumulátor hőmérséklete elég magas lenne ahhoz, hogy az anyagok megégjenek, és a keletkező gáz nem elég ahhoz, hogy áttörje az akkumulátor burkolatát. Ezen a ponton a számos mikrozárlat által termelt hő lassan megemeli az akkumulátor hőmérsékletét, és egy idő után robbanás következik be. A fogyasztók körében elterjedt leírás, hogy amikor felveszik a telefont, nagyon forrónak találják, majd eldobás után felrobban.
A fent említett robbanástípusok alapján a túltöltés megelőzésére, a külső rövidzárlatok megelőzésére, valamint az akkumulátorcella biztonságának javítására koncentrálhatunk. Ezek közül a túltöltés és a külső rövidzárlat elleni védelem az elektronikus védelemhez tartozik, és szorosan összefügg az akkumulátorrendszer tervezésével és az akkumulátor összeszerelésével. Az akkumulátorcellák biztonságának javításának kulcsa a vegyi és mechanikai védelem, amely szorosan kapcsolódik az akkumulátorcella-gyártókhoz.