Nors šiuolaikiniai elektroniniai prietaisai ir jų akumuliatoriai tampa vis saugesni, vis dar pasitaiko atvejų, kai dėl įvairių priežasčių jie gali sprogti ar užsidegti. Tokie incidentai gali sukelti didelę žalą turtui ir netgi pavojų žmonių sveikatai.
Įvykiai ir liudijimai
Kaune vienam gyventojui Gintautui vidury nakties teko girdėti garsų pokštelėjimą - sprogo jo telefono akumuliatorius. Prietaisas buvo kraunamas ant naktinio staliuko, staiga užsiliepsnojo. Vyras mano, jog tai galėjo įvykti dėl seno akumuliatoriaus.
Dar labiau gąsdinanti situacija galėtų nutikti, jei telefono baterija sprogtų kišenėje. Vienas skaitytojas pasidalino pažįstamo patirtimi: „Vienam pažįstamam žmogui telefono baterija sprogo kišenėje, nuo to laiko baisoka nešiotis seną bateriją ir niekam nerekomenduoju to daryti.“
Mokslinis paaiškinimas: kodėl akumuliatoriai sprogsta?
Vilniaus Gedimino technikos universiteto (VGTU) Fizikos katedros vedėjas Artūras Jukna patvirtina, kad telefono akumuliatorius tikrai gali sprogti. Pasak jo, tai gali nutikti, jeigu pakrautas akumuliatorius yra deformuojamas aštriu daiktu.
„Kai buvo naudojami pirmieji mobiliųjų telefonų baterijų modeliai, kai kurie vartotojai net ir apsidegino neatsargiai naudodami elementus. Norint nenukentėti nuo elemento, reiktų jį iškrauti, toks jis tikrai nepavojingas, nes visa energija, kuri gali sukurti liepsną, ugnį ar dujas, yra sukaupta elektrinės energijos pavidalu. Ją išlaisvinus galima gauti sprogimą“, - aiškina mokslininkas.
Senų akumuliatorių išsipūtimas
A. Jukna paaiškino, kodėl senos telefono baterijos linkusios išsipūsti:
- Kai elementas yra kraunamas, elektrinis laukas priverčia judėti jonus.
- Ličio baterijose esantis tinklelis, kuris turėtų sulaikyti jonus, ilgainiui pasidengia jais.
- Dėl to baterijos viduje elektrolitų atstumas sutrumpėja, susidaro stiprus elektrinis laukas, kuris kaista.
- Elektrolitas gali užvirti, dalis skysčio virsta dujomis, kurios užima didesnį tūrį ir sukelia išsipūtimą.
Pavojingos medžiagos ir aplinkosauga
Mobiliojo telefono akumuliatoriui sprogus, anot mokslininko, pasklistų kenksmingų medžiagų. Nors jos nėra skirtos vartoti, svarbu suprasti, kad baterijose yra mažiausiai 22 nuodingi aplinkai ir sveikatai elementai, tarp jų - sunkieji metalai kaip švinas, gyvsidabris ir kadmis.
Jei panaudotos baterijos išmetamos kartu su buitinėmis atliekomis, jos pradeda irti, skleidžia medžiagas, kurios gali pakeisti dirvožemio sudėtį, nudeginti augalus ir gyvūnų odą. Sunkieji metalai gali patekti į maisto grandinę, vandens telkinius, o galiausiai - į gyvūnų ir žmonių organizmus.
Europos Sąjungos reikalavimai numato, kad akumuliatoriai turi būti surenkami ir perdirbami. Išeikvotas baterijas būtina mesti į specialius konteinerius, kuriuos dažnai galima rasti prekybos centruose, degalinėse ir kitose baterijų pardavimo vietose.
Akumuliatorių sprogimo priežastys ir prevencija
Ličio jonų akumuliatorių sprogimo rizika, nors ir maža, egzistuoja. Kuo didesnė sprogimo galia, tuo didesnė rizika.
Pagrindinės ličio baterijų sprogimo priežastys:
- Terminis išbėgimas (Thermal Runaway): Tai vidinė reakcija, kai padidėjusi temperatūra sukelia tolesnį sistemos įkaitimą, o tai dar labiau didina temperatūrą.
- Įkroviklio ir baterijos nesuderinamumas: Netinkamo tipo įkroviklis gali lemti akumuliatoriaus avarijas.
- Trumpasis akumuliatoriaus jungimas: Tai gali įvykti dėl aukštos temperatūros, smūgio ar metalo trinties.
- Ilgalaikis akumuliatoriaus perkrovimas: Per ilgas įkrovimas gali sukelti aukštą temperatūrą ir slėgį, todėl akumuliatorius gali sprogti.
- Staigus akumuliatoriaus išsikrovimas: Tai gali sukelti didelį karštį, sudeginti diafragmą, lemti trumpąjį jungimą ir dujų susidarymą, padidinant vidinį slėgį.
- Aukštos temperatūros lipnios juostos naudojimas: Jei ji netinkamai pritvirtinta prie neigiamos ausies suvirinimo metu, karštis gali sugadinti diafragmą.
Teoriškai, akumuliatoriaus krauti nereikėtų, nes automobilio maitinimo sistema pati jį įkrauna iš generatoriaus. Įtampos reguliatorius palaiko tinkamą įkrovos lygį (13,8-14,4 V).
Akumuliatoriaus perkrovimo pavojai:
Neteisingai naudojant įkroviklius, ypač senesnius, kurie neturi elektroninės apsaugos nuo perkrovimo, kyla pavojus. Jei įkrovimo srovė yra per didelė arba įkroviklis naudojamas per ilgai, elektrolitas gali užvirti ir išgaruoti, sukeldamas sprogimą. Svarbu nuolat stebėti įkrovos lygį ir atjungti prietaisą, kai įtampa pasiekia daugiau kaip 12,4 V.
Tinkama įkrovimo srovė turėtų būti apie 10% akumuliatoriaus talpos (pvz., 60 Ah akumuliatoriui - 6 A). Greitas įkrovimas gali būti pavojingas.
Viršijus 2,4 V įtampą, prasideda vandens skilimo į deguonį ir vandenilį procesas, dėl kurio akumuliatorius gali perkaisti. 2,5 V įtampa yra kritinė, viršijus ją, įkrovimą reikia nedelsiant nutraukti. Vandenilio ir oro mišinys yra sprogstamasis.
Akumuliatoriaus perkrovimo požymiai ir pasekmės:
- Elektrolito virimas ir intensyvus garavimas.
- Rūgštaus elektrolito purslai, galintys sukelti cheminius nudegimus.
- Elektrolito išgaravimas dėl per ilgo arba per greito įkrovimo.
- Galimas elektronikos sugadinimas dėl įtampos svyravimų.
- Akumuliatoriaus korpuso pažeidimai, aktyviosios masės ištekėjimas, galintis lemti visiško akumuliatoriaus sugadinimą.
- Didžiausia rizika - akumuliatoriaus sprogimas.
Akumuliatorių sprogimo priežastys (detaliau):
- Per didelis vidinis slėgis: Įkrovimo metu, ypač pabaigoje, vanduo skyla į vandenilį ir deguonį. Jei ventiliacijos anga užsikimšusi, dujoms negalint išeiti, vidinis slėgis pakyla, deformuojamas korpusas ir gali įvykti sprogimas.
- Vandenilio dujos ir atvira liepsna: Dėl perkrovos susidariusios vandenilio dujos, susidūrusios su atvira liepsna, gali sukelti sprogimą.
- Užblokuota išmetimo anga: Jei akumuliatoriaus išmetimo anga užblokuota, gali kilti kibirkštys, sukeliantys sprogimą.
Ličio jonų akumuliatorių charakteristikos ir saugos priemonės
Ličio jonų akumuliatoriai populiarūs dėl savo mažo dydžio ir didelio energijos tankio. Tačiau jų cheminės savybės reikalauja ypatingo dėmesio.
Veikimo principas:
Įkraunant, ličio atomai praranda elektronus ir virsta jonais, kurie per elektrolitą juda link neigiamo elektrodo. Iškraunant procesas apsiverčia.
Saugumui užtikrinti naudojamos specialios medžiagos (pvz., grafitas, ličio kobaltatas), kurios sudaro groteles ličio atomams laikyti. Tai neleidžia ličio atomams tiesiogiai susiliesti su deguonimi.
Tarp teigiamo ir neigiamo polių dedamas diafragminis popierius su plonomis skylutėmis. Geras diafragminis popierius gali automatiškai užsidaryti, kai baterijos temperatūra per aukšta, stabdydamas ličio jonų judėjimą.
Saugos priemonės:
- Įtampos riba: Ličio baterijų elementai gali pradėti veikti nepalankiai, kai įtampa viršija 3,7 V. Per didelė įkrovimo įtampa didina sprogimo riziką. Ideali viršutinė įkrovimo įtampos riba yra 3,6 V.
- Žemos įtampos riba: Kai elemento įtampa nukrenta žemiau 2 V, dalis medžiagos pradeda nykti. Ideali iškrovos nutraukimo įtampa yra 3,0 V.
- Srovės riba: Per didelė srovė įkrovimo ir iškrovimo metu gali sukelti pavojingą ličio kristalizaciją.
Dauguma ličio jonų akumuliatorių paketų turi akumuliatoriaus valdymo sistemą (BMS), kuri užtikrina šias apsaugas. Tačiau BMS nepakankama, jei naudojami neoriginalūs įkrovikliai.
Akumuliatoriaus sprogimo priežastys (gilesnė analizė):
- Išorinis trumpasis jungimas (dėl netinkamos izoliacijos konstrukcijos).
- Vidiniai trumpieji jungimai (sukelti vario ar aliuminio folijos atplaišų, ličio kristalizacijos).
- Per didelis įkrovimas.
Kai įvyksta išorinis trumpasis jungimas, didelė šiluma gali sukelti elektrolito garavimą ir akumuliatoriaus korpuso pažeidimą. Jei diafragminis popierius tinkamai neuždaro skylučių, temperatūra gali pakilti iki degimo taško.
Vidiniai trumpieji jungimai, ypač sukelti perkrovimo, gali palaipsniui didinti akumuliatoriaus temperatūrą, kol galiausiai įvyksta sprogimas.
Gamintojai, tokie kaip „Torphan“, kuria akumuliatorių sistemas su elektroninėmis ir mechaninėmis apsaugomis, siekdami užkirsti kelią sprogimams.
Praktiniai patarimai ir prevencija
Nors šiuolaikinė elektronika ir jos baterijos tampa saugesnės, svarbu nepamiršti pagrindinių saugos taisyklių.
Rinkitės kokybiškus prietaisus ir baterijas:
Elektronikos gamintojų ir importuotojų organizacijos direktorė Veronika Masalienė pataria naudoti tik kokybiškus, patikimus, nesugedusius ir mechaniškai nepažeistus įrenginius, naudojant juos pagal paskirtį ir vadovaujantis instrukcijomis.
„O ir pažeista ar sugedusi elektronika užsidega retai. Pavyzdžiui, visoje Prancūzijoje elektros ir elektronikos atliekos užsidega maždaug vieną kartą per dieną, o tipiniuose prancūzų namuose vidutiniškai yra apie 100 baterijų. Tad užsidegimų atvejų palyginti nedaug, tačiau geriau vis tiek nerizikuoti“, - sako ji.
Tinkamai tvarkykite išnaudotas baterijas:
Išeikvotas baterijas ir sugedusius elektronikos prietaisus reikia iškart mesti į tam skirtas talpas arba perduoti teisėtiems atliekų tvarkytojams. Tai ne tik saugu, bet ir leidžia atgauti vertingas medžiagas ir taupyti gamtos išteklius.
Baterijose esantis nikelis, kobaltas ir litis yra degios medžiagos. Mechaniškai pažeista baterija gali užsidegti ar sprogti dėl perkaitimo ar trumpojo jungimo.
Kur priduoti baterijas ir elektroniką:
- Specialios talpos prekybos centruose ir biuruose - buitinėms baterijoms ir smulkiai elektronikai.
- Atliekų tvarkytojai arba didelių gabaritų atliekų surinkimo aikštelės - automobilių, elektromobilių, pramoninėms baterijoms ir akumuliatoriams.
- Platintojai privalo nemokamai priimti senas baterijas ir elektroniką.
- Aplinkosauginiai projektai, tokie kaip „Man rūpi rytojus“ ir „Mes rūšiuojam“, siūlo įvairias atliekų surinkimo ir išvežimo paslaugas.
Apsaugos priemonės ekstremaliose situacijose:
Jei ličio jonų baterija ar įrenginys su ja užsidegė:
- Uždengti nedegia medžiaga (pvz., įdėti į puodą ir uždengti).
- Jei prietaisas kraunamas, atjungti jį nuo elektros įtampos arba išjungti saugiklius.
- Jei įrenginys įkaito ir sklinda balti dūmai, jį galima skubiai numesti į saugesnę vietą.
- Ličio gesinti vandeniu negalima, tačiau ličio jonų akumuliatoriuose naudojamas metalizuotas litis, kurio gesinimui gali būti naudojamas vanduo (jei prietaisas atjungtas nuo elektros).
Baterijų ir įkroviklių sukelti gaisrai gali būti itin pavojingi dėl toksiškų dūmų, išsiskiriančių degant plastikui ir cheminėms medžiagoms. Nelaikykite prietaisų ir baterijų saulės ar ugnies atokaitoje.
Reguliariai tikrinkite baterijas ir įkroviklius. Jei įvyko gaisras, nedelsdami kreipkitės į profesionalus, kurie padės sutvarkyti žalą.
tags: #del #ko #sprogo #akumuliatorius