Как сделать так, чтобы аккумуляторы смартфонов перестали взрываться

Каким бы качественным не был смартфон, от незапланированного брака или же простой поломки не огражден никто. При этом если выход из сторя элементов вроде кнопок, экрана или даже камеры не несет в себе особого вреда, то вот аккумулятор — вещь довольно опасная. Ведь все мы помним не самую приятную историю со смартфонами Galaxy Note. Однако лучшие умы человечества не стоят на месте и недавно разработали технологию, которая уменьшит вероятность выхода из строя аккумуляторов к минимуму.

Почему батареи смартфонов взрываются?

В настоящее время в большинстве гаджетов используются литий-ионные аккумуляторы. Они состоят из электродов, расположенных в герметичном корпусе. Переносчиком заряда в них являются положительно заряженные ионы лития (логично, не так ли?). Кроме этого, в конструкции аккумуляторов есть и электронные компоненты. Самый распространенный — контроллер питания, который защищает от скачков напряжения, перегрева и «перезарядки» (то есть когда батарея накопила максимальный заряд ток просто перестает поступать). Контроллер питания способен отключать батарею в случае опасности. Взрыв может произойти из-за неисправности контроллера, но это не основная причина.

Самым опасным элементом в конструкции аккумулятора является электролит, но сам по себе он взрываться не будет. Если батарея повреждена физически или перегрета, либо же с ней произошло что-то еще, что смещает равновесие внутренней среды, в батарее образуются микроскопические нити лития. Как сообщает издание Nature Nanotechnology, из-за возникновения этих нитей внутри литий-ионных аккумуляторных батарей происходят короткие замыкания. Они постепенно разогревают электролит до температуры в примерно 1000 градусов и со временем электролит начинает переходить в газообразное состояние, образуя пузырьки горячего газа. Когда этого газа становится слишком много — происходит взрыв.

Мы не просто хотели подавить рост отдельных нитей, но и понять, что именно вызывает их возникновение, говорит ведущий автор работы доктор Чунминь Ван, работающий в Национальной лаборатории в Ричмонде. Я надеюсь, что наше открытие заставит все сообщество иначе взглянуть на эту проблему и найти новые пути для борьбы с ней.

Дальнейшие наблюдения показали, что нити лития растут на катоде и при определенных условиях двигаются в сторону анода со скоростью до 250 нанометров в секунду. Это зависит от структуры кристаллов лития и устройства поверхности самих электродов. То есть хоть процесс «закипания» электролита происходит довольно стремительно, но сам момент формирования нитей весьма небыстрый.

Таким образом ученые предлагают изменить конструкцию аккумуляторов. Либо поменяв расположение электродов таким образом, чтобы предотвратить образование нитей. Либо же установив внутрь литий-ионных аккумуляторов датчики, которые будут фиксировать изменение электролитного состава и рост нитей из лития. Это позволит вовремя выявить проблему и произвести замену аккумулятора, не рискуя жизнью и здоровьем пользователей. Источник