Литий-ионный аккумулятор — конструктивно маленький взрывоопасный контейнер, в котором уживаются активные окислитель (кобальтит лития) и восстановитель (графитид лития), разделённые тонким слоем сепаратора (в большинстве случаев пористая полимерная плёнка). Просто так не взрывается. На службе у безопасности 8 стандартов.
🔋 Neovolt.ru ➡ Блог ➡ Безопасность
Что за «бомба» в кармане?
В нештатной ситуации (прохудится/повредится сепаратор, случится короткое замыкание) в литий-ионном аккумуляторе мгновенно запустится увеличивающийся со временем тепловой разгон. Он разрушит и буквально подорвёт аккумулятор как взрывчатку.
☢️ В литий-ионной технологии для взрыва есть все компоненты: горючее, кислород и окислитель.
Другими словами, взрывоопасность литий-ионного аккумулятора повышают следующие факторы:
- повреждение (падение телефона, сильный нагрев, сдавливание);
🔎 Химию процесса подробно изображена и исследована в этой научной работе, в частности на странице 675 журнала «Burn Care & Research» (опубликовано Оксфордской Академией) .
Литий-ионные аккумуляторы сейчас есть не только в вашем кармане (телефон-звонилка, смартфон, планшет). Просто напомним вам о ситуации со смартфонами-убийцами от Samsung.
У кого-то есть привычка носить в ушах (беспроводные наушники), на руке (смарт-часы). Кто-то постоянно использует в машине (видеорегистраторы неплохо взрываются). Иногда люди хранят такие «мини-бомбы» на балконе или в гараже (электросамокат, электровелосипед) и так далее.
8 стандартов, благодаря которым «бомбы» удалось сделать безопасными для всех
На литий-ионные аккумуляторные батареи распространяются несколько предписаний агентств безопасности. Это ключевые стандарты для регулирования производительности, транспортировки, эксплуатации, испытаний.
Каждый из них направляет производителей и поставщиков литий-ионных (Li-ion) и литий-ионных полимерных (Li-Ion Polymer) аккумуляторных батарей в:
- проектировании,
- внедрении средств управления дизайном,
- производстве,
- тестировании.
1. UL 1642, Standard for Lithium Batteries
Стандарт для литий-ионных аккумуляторных батарей. В понимании этого документа они должны соответствовать требованиям уменьшения риска возгорания или взрыва при работе готовых изделий (продукции, внутри которых размещены ячейки).
2. IEC 62133, Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes
Перезаряжаемые элементы и батареи, содержащие щелочные или другие некислотные электролиты. Стандарт выдвигает требования к переносным герметичным вторичным элементам и аккумуляторным блокам для использования в портативных устройствах (по-научному, «приложениях»).
3. IEC 62281, Safety of primary and secondary lithium batteries cells and batteries during transport
Безопасность одноразовых и перезаряжаемых литиевых элементов и аккумуляторных батарей во время транспортировки. Эти требования покрывают процесс транспортировки, когда аккумуляторы и батарейки уже применены в качестве источников питания в продуктах.
4. UL 2054, Standard for Household and Commercial Batteries
Стандарт для домашнего и коммерческого применения аккумуляторных батарей. Требования выдвигаются в целях уменьшения риска возгорания, взрыва, саморазрушения при использовании элементов внутри потребительских изделий.
5. UN/DOT 38.3 (Dept of Transportation)
Руководство с подробным описанием критериев испытания и тестирования литиевых батарей. Регулярно обновляется и переиздаётся. Аккумуляторным батареям неизменно посвящён пункт 38.3.
6. IEEE 1625
Стандарт IEEE, выдвигающий требования к перезаряжаемым аккумуляторным батареям с несколькими ячейками, которые используются в мобильных вычислительных устройствах. В основном этот стандарт распространяется на аккумуляторные батареи для мобильных компьютеров.
7. IEEE 1725
Стандарт IEEE с требованиями к перезаряжаемым батареям в сотовых телефонах (к ним относятся: электрическая и механическая конструкция аккумуляторного блока, технологии упаковки, контроль заряда и разряда на уровне блока и элемента, а также общие системные соображения).
8. IEC/UL 60950-1, Information Technology Equipment
▶ Официальная страница (pdf на русском языке)
Оборудование информационных технологий. Требования безопасности. Принят в качестве национального стандарта РФ с 1 сентября 2015-го года. Международный стандарт IEC 60950-1 был для этого переведён с английского языка.
В отношении литиевых аккумуляторных батарей действуют требования по разделу 2.5 (Таблица 2B) «Источник ограниченного питания». Среди ограничений нельзя превышать ток 8А в пределах 5 секунд. Спецификация применима к большинству батарей потребительских электронных устройств: ноутбуков, планшетов, смартфонов и так далее.
***
В действительности стандартов намного больше. Полный их список по UL, IEC, IEEE и другим видам сертификации можно посмотреть в книге «Lithium-Ion Batteries Hazard and Use Assessment» (онлайн-версия).
Цель всех этих стандартов безопасности — обеспечить литий-ионные аккумуляторы эффективными механизмами защиты от
- теплового разгона,
- пожара,
- взрыва,
- разрыва,
- вздутия.
Указанные события опасны. Они угрожают не только оборудованию, но и жизни, здоровью пользователей.
🔋 Neovolt.ru ➡ Блог ➡ Безопасность
💬 Напишите, случалось ли Вам видеть, как аккумуляторы сами загораются ни с того ни с сего?