Punti chiave:
- Sovraccarico, danni fisici, difetti di produzione e temperature estremi sono cause primarie di perdite di batteria al litio.
- L'archiviazione corretta, l'uso del caricatore giusto, le ispezioni regolari e un'attenta gestione possono impedire perdite.
- Il contenimento immediato, lo smaltimento sicuro e la pulizia sono essenziali se si verifica una perdita.
Batterie al litio può perdere fluidi se i loro componenti interni diventare danneggiato. Tuttavia, le moderne batterie al litio hanno più salvaguardie e è molto improbabile che perda durante l'uso normale. Con una corretta maneggevolezza, le perdite della batteria al litio sono piuttosto rare.
Cosa cause la perdita di batterie al litio?
Sovraccarico
Una delle cause più comuni delle perdite della batteria al litio è il sovraccarico. Quando una batteria agli ioni di litio viene caricata oltre la massima capacità di tensione, il fluido elettrolitico all'interno inizia a rompersi e decomporre. Questa reazione di decomposizione degli elettroliti produce sottoprodotti gassosi che aumentano la pressione all'interno dell'involucro della batteria sigillata.
Man mano che la pressione interna monta, le guarnizioni e i meccanismi di sicurezza progettati per contenere l'elettrolita possono iniziare a fallire. Con abbastanza accumulo di pressione, il fluido elettrolitico può essenzialmente essere spremuto attraverso qualsiasi punto debole o micro-frattura nell'involucro della batteria.
Il sovraccarico genera anche calore in eccesso, che accelera la rottura dell'elettrolita in composti gassosi. Quindi le tensioni alte combinate con il calore moltiplicano rapidamente le pressioni interne.
L'uso del caricabatterie errato o lasciare una batteria al litio collegata e la ricarica continuamente oltre il 100% sono cause comuni di sovraccarico. I caricabatterie intelligenti smetteranno di applicare la corrente quando la batteria è completamente carica, ma i caricabatterie stupidi continuano a versare elettroni. Questo afflusso di elettroni senza alcun posto per loro è ciò che porta alla decomposizione degli elettroliti ed eventuali perdite.
I pacchetti di batterie al litio con sistemi di gestione delle batterie intelligenti sono in grado di monitorare voltaggio Nelle singole cellule e prevenire il sovraccarico. Ciò rende una perdita di pacchetto completo molto meno probabile rispetto a una singola batteria sciolta sovraccarica. Tuttavia, utilizzare batterie di marca rispettabili e i caricabatterie adeguati per loro è importante evitare di superare la loro soglia di tensione massima.
Danno fisico
Qualsiasi tipo di danno fisico all'involucro esterno di una batteria al litio può provocare perdite. La caduta, la schiacciamento, la foratura o l'abuso in altro modo meccanicamente porta spesso a danni interni che causano la perdita di fluido elettrolitico.
Le batterie al litio hanno separazioni interne tra gli elettrodi positivi e negativi. Questi separatori bloccano gli elettrodi di prendere il contatto e cortocircuitare la batteria. Tuttavia, gli impatti fisici eccessivi possono rompere questi separatori e consentire il toccare i fogli di catodo e anodo.
Quando gli elettrodi si contattano direttamente, crea calore intenso nel punto di contatto. Questo calore può iniziare in fuga termica e accelerare reazioni chimiche esotermiche che producono gas. La batteria è rapidamente aumentata dalla pressione del gas. Allo stesso tempo, lo scioglimento locale degli elettrodi produce aperture per sfuggire ai gas pressurizzati insieme al fluido di elettroliti.
Anche se la batteria non è gravemente schiacciata, piccole forature all'involucro da oggetti affilati possono dare all'elettrolita una via di fuga diretta. Una volta che l'involucro è compromesso dall'impatto, dalle vibrazioni, dal gonfiore o dalle forature, l'elettrolita ha un percorso per penetrare gradualmente nel tempo.
Le batterie al litio devono essere gestite con cura per prevenire gocce, collisioni o piercing. Mentre l'involucro è rigido, non può resistere all'eccessiva forza diretta. La prevenzione è cruciale, poiché il danno fisico della batteria provoca quasi sempre perdite.
Difetti di produzione
Mentre una produzione rara e imperfetta può provocare difetti microscopici nell'involucro della batteria o nei separatori interni che causano perdite nel tempo. I componenti della batteria passano attraverso un rigoroso controllo di qualità, ma una piccola percentuale di unità difettose passerà inevitabilmente.
Le piccole perdite di foro stenopeico nell'involucro di una batteria al litio sono difficili da rilevare ma possono consentire al fluido elettrolitico di penetrare lentamente mentre è in uso. Questi fori possono formarsi da strati di involucro o contaminanti incorporati in modo impreciso nell'involucro durante la produzione. Allo stesso modo, possono sorgere sigilli imperfetti attorno ai terminali, alle microfratture da stress e agli strati di isolamento incompleti.
Contaminanti introdotti durante il processo di produzione può anche causare difetti tra elettrodi. Le particelle di metallo microscopico randagi sono più problematiche, potenzialmente colpendo i fori nei separatori interni. Dendriti o “baffi di metallo” può gradualmente crescere su cicli di utilizzo e penetrare nella barriera di separazione.
Mentre fallimenti esotici, alcuni contaminanti o reazioni chimiche con elettrodi possono produrre un sottoprodotto corrosivo. Questo può lentamente mangiare via l'involucro o il materiale separatore, allargando i difetti fino a quando l'elettroliti perde.
I processi di controllo di qualità rigorosi mirano a ridurre al minimo i difetti di produzione attraverso test visivi e funzionali. Tuttavia, i rari difetti scivolano e causano perdite o guasti precoci solo settimane o mesi nella vita di una batteria. Produttori affidabili Supportati dalle garanzie sono la scommessa migliore per ridurre al minimo i rischi.
Temperature estreme
L'esposizione di batterie al litio a temperature molto alte o molto basse può aumentare le possibilità di una perdita. Il fluido elettrolitico all'interno della batteria è progettato per funzionare a temperature ambiente normali. Il superamento di circa 140 ° F o scende al di sotto di 35 ° F spinge la soluzione di elettroliti al di fuori del suo intervallo operativo stabile.
A temperature molto basse, la soluzione elettrolitica può congelare ed espandersi, costruendo pressione all'interno dell'involucro. Ciò può causare guasti ai sigilli e ai meccanismi di sicurezza. Sebbene rari, alcune miscele di elettroliti che si congelano in una solida variazione di fase sperimentano l'espansione del volume, che sottolinea anche le pareti della batteria.
Le alte temperature sono ancora più problematiche. Quando le batterie superano i 140 ° F, l'elettrolita inizia a decomporsi termicamente in composti gassosi. Ciò accelera esponenzialmente quando le temperature continuano a salire. I gas caldi in espansione escludono rapidamente la pressione fino a quando l'involucro si rompe.
Le batterie al litio a basso costo e di bassa qualità sono più inclini a perdite e persino catturano fuoco quando esposti alla temperatura estremi all'interno di un veicolo caldo o freddo. Ma anche le batterie di qualità rappresentano un certo rischio se persistono le condizioni di congelamento o di surriscaldamento.
Le batterie al litio lasciate in auto durante le ondate di calore estive o i congelamenti invernali invernali sono al massimo rischio di fallimento correlato alla temperatura. La conservazione delle batterie tra 40 ° F e 80 ° F minimizzerà ogni possibilità di perdite indotte dalla temperatura.
Come capire se la tua batteria al litio sta perdendo
Perdita o deformazione visibili
L'indicatore più ovvio che una batteria al litio sta perdendo sono macchie visibili, fluido di raggruppamento o depositi cristallizzati attorno al vano batteria della batteria o del dispositivo. Questo è spesso accompagnato da un odore pungente e aceto della soluzione di elettroliti che perde. Qualsiasi umidità, appiccicosità o accumulo di cristallini bianchi attorno a una batteria di litio indica quasi sicuramente che ha fatto una grande perdita.
Allo stesso modo, se una batteria al litio è notevolmente mongolongia, gonfia o distorta di forma, significa che le pressioni gassose si sono costruite internamente e hanno compromesso l'involucro. La deformazione è causata dall'espansione del gas dalla decomposizione degli elettroliti rotto separatori interni. Una volta che la forma della custodia della batteria cambia, le violazioni più grandi che consentono di perdite di fluido visibile in genere seguono poco dopo.
Test di rilevamento del vuoto
I dispositivi noti come rilevatori di perdite possono identificare perdite a batteria molto lenta prima che qualsiasi elettrolita visibile sia sfuggito. Questi dispositivi utilizzano la pressione del vuoto e un sensore di gas per rilevare quantità infinitesimali di vapore elettrolitico emessi attraverso violazioni del cavo microscopico.
La batteria sospetta viene collocata in una camera di prova sigillata che viene quindi evacuata in aria, creando un vuoto. Con il vuoto controllato in posizione, tutti i gas che perdono anche da un piccolo foro stenopeico nella batteria verranno risucchiati dalla violazione. Il sensore di gas del rivelatore di perdite può rilevare tracce minuscole di questi composti elettroliti vaporizzati.
Una batteria correttamente funzionante non emetterà gas se sottoposto a un test del vuoto. Ma i difetti come fori microscopici, guarnizioni fratturate o piccoli spazi vuoti in giunti di involucri da salda a freddo consentiranno di estrarre i gas contenuti dalla batteria. Gli allarmi del rilevatore di perdite quando il suo sensore raccoglie qualsiasi cosa al di sopra dei componenti dell'aria di base previsti.
Il rilevamento delle perdite del vuoto consente quindi di identificare le batterie con guasti alla tenuta della fase iniziale prima che sia trapelato sufficiente elettrolita per essere visibile. Possono essere sostituiti in modo proattivo prima che si verifichino importanti perdite e danni al dispositivo. Tuttavia, i test sul vuoto richiedono attrezzature specializzate non prontamente disponibili per i consumatori.
Rilevamento della sostanza di perdita
Sono stati sviluppati reagenti fluidi specializzati e strisce di prova per rilevare i guasti alla tenuta della batteria al litio prima che fossero visibili le perdite. Questi fluidi di rilevamento delle perdite contengono composti che reagiscono con l'elettrolita a batteria al litio. Quando il fluido entra in contatto con quantità anche minuscole di vapore di elettroliti o umidità, cambia colore.
Per utilizzare il fluido di rilevamento delle perdite, una batteria viene rimossa da un dispositivo e il fluido applicato attorno alle linee di cucitura e ai collegamenti del terminale con un tampone. Se il fluido cambia il colore, indica che i composti elettroliti stanno fuggendo attraverso violazioni di un involucro microscopico.
Le strisce di prova funzionano in modo simile ma sono sature con il composto reattivo elettrolitico piuttosto che in forma liquida. Le strisce vengono semplicemente cancellate contro le cuciture e i terminali della batteria e qualsiasi cambiamento di colore significa perdite.
Ciò consente di confermare il guasto della tenuta anche quando le quantità di perdite sono insufficienti da vedere. Fornisce un metodo per identificare le batterie difettose prima delle fasi di perdita visibili. Tuttavia, i fluidi e le strisce di rilevamento delle perdite non sono ampiamente disponibili per i consumatori medi. Richiedono la distribuzione tramite fornitori di batterie speciali o elettroniche.
Sebbene non sia sensibile ai metodi di vuoto, il rilevamento di sostanze esterne fornisce un modo accessibile per controllare le batterie per i guasti precoci prima che si verifichino importanti perdite e porta a danni al dispositivo. Ciò consente la sostituzione proattiva di unità difettose.
Cosa fare se la batteria al litio perde
Misure di pronto soccorso
Se scopri una batteria al litio che perde visibilmente, prendi precauzioni per evitare il contatto diretto con l'elettrolita e contenere fluidi versati. La soluzione elettrolitica può essere corrosiva e irritante per gli occhi e la pelle, quindi indossa guanti e protezione agli occhi quando si maneggiano una batteria che perde.
Utilizzare materiali assorbenti e isolanti come sabbia, vermiculite o lettiera del gattino per assorbire eventuali elettroliti raggruppati o fluenti. Gli asciugamani di carta o gli stracci possono anche essere usati per assorbire perdite, ma assicurati di smaltirli prontamente. Evitare l'uso di tessuti o materiali porosi che terranno l'elettrolita contro le superfici.
Contenere la batteria che perde in un robusto sacchetto sigillato o un contenitore di plastica per impedire la fuga di ulteriori fuoriuscite o vapori. È l'ideale una borsa di stoccaggio a perdite progettata per le fuoriuscite. Spostare la batteria contenuta all'aperto, se possibile, poiché la ventilazione dell'area aiuterà a dissipare eventuali fumi irritanti.
Si consiglia di chiamare un equipaggio di pulizia dei materiali pericolosi per perdite su larga scala in cui è sfuggito elettroliti significativi. Hanno gli agenti neutralizzanti adeguati e le strutture di smaltimento per eliminare una forte contaminazione. Tuttavia, per perdite minori, è possibile adottare semplici passi per ridurre al minimo i pericoli prima di uno smaltimento adeguato.
Pulizia a lungo termine e precauzioni
Una volta che una batteria che perde è contenuta in modo sicuro, pulire accuratamente tutte le superfici entrate in contatto con l'elettrolita sfuggito. L'elettrolita a batteria al litio può lasciarsi alle spalle residui corrosivi mentre gli elementi volatili evaporano.
Le sostanze chimiche neutralizzanti progettate per le versamenti della batteria al litio devono essere utilizzate per pulire le superfici interessate in base alle istruzioni del prodotto. L'aceto domestico può anche aiutare a neutralizzare i depositi di elettroliti alcalini. Tuttavia, l'aceto non dovrebbe stabilire un contatto diretto con materiali al litio in quanto può innescare la produzione di gas infiammabile.
Per dispositivi come telefoni o laptop, smontare il recinto e pulire con cura tutti i componenti interni che il fluido che perde potrebbe aver raggiunto. Le batterie dovrebbero fornire un isolamento elettrico, ma se la perdita era estrema, si consiglia un alcool isopropilico e una spazzola antistatica per pulire le schede elettroniche. Lasciare asciugare completamente le superfici prima di riassemblare i dispositivi dopo una perdita.
Andando avanti, ispezionare l'elettronica per eventuali segni di danno che potrebbero essersi verificati dalla perdita. Eventuali componenti malfunzionanti colpiti dall'esposizione agli elettroliti dovranno probabilmente essere sostituite. Sii anche attento a tutti gli odori persistenti, suoni di nuove perdite o comportamenti anomali del dispositivo che possono indicare danni da perdita di batteria irrisolti. Un dispositivo contaminato potrebbe aver bisogno di manutenzione o sostituzione professionale se persistono problemi.
Quando sostituire la batteria
Qualsiasi batteria agli ioni di litio che presenta perdite, gonfiore, deformazione o danni visibili richiede una sostituzione immediata. Le batterie con elettrolita che fuggono attivamente devono essere prontamente rimosse dai dispositivi e scartate adeguatamente. Questi segnali di avvertimento visibili significano che la batteria è stata compromessa e probabilmente corto circuiti interni o guasti dei componenti.
Allo stesso modo, le batterie al litio che falliscono i test di perdita di aspirazione o di sostanza devono essere sostituite. Anche minuscole perdite rilevate attraverso questi metodi possono segnalare i difetti che potrebbero peggiorare in gravi perdite con maggiore utilizzo. I primi guasti dai difetti di produzione giustificano anche la sostituzione della batteria.
Per i pacchi batteria a più celle, l'intero pacchetto potrebbe richiedere una sostituzione se trapela una singola cella. L'elettrolita versato può potenzialmente migrare tra le celle all'interno di un alloggiamento della batteria e causare danni alla corrosione non rilevati. Le perdite compromettono anche le connessioni fisiche-elettriche tra le celle in un pacchetto. La sostituzione dell'intero pacchetto evita problemi futuri.
Sebbene non tutte le batterie raggiungano la durata utile a causa di perdite, qualsiasi batteria che presenta perdite, deformità, odori strani o caratteristiche di prestazione anormali dovrebbero essere ritirate immediatamente dal servizio. Non correre rischi per le batterie in difficoltà che portano a pericolosi fallimenti.
Prevenire le perdite della batteria al litio
Condizioni di archiviazione adeguate
La conservazione corretta delle batterie agli ioni di litio è la chiave per prevenire perdite o danni che possono portare a guasti alla tenuta. Le condizioni di conservazione ideali mantengono batterie tra 40-80 ° F ed evitare la temperatura estremi o ampie fluttuazioni.
Le batterie devono essere mantenute in una posizione asciutta con minima umidità. L'umidità può penetrare nell'involucro per lunghi periodi di conservazione e causare corrosione interna. La luce solare diretta o le fonti di calore dovrebbero anche essere evitate per evitare il surriscaldamento delle batterie oltre il loro campo operativo sicuro.
Per lo stoccaggio della batteria a lungo termine superiore a un mese, i contenitori isolati o le scatole di regolazione della temperatura aiutano a mantenere la finestra ideale da 40-80 ° F. I pacchetti di essiccant in gel di silice possono anche essere aggiunti ai contenitori di stoccaggio per controllare l'umidità.
Le batterie si scaricano leggermente nel tempo durante la conservazione. Conservareli a uno stato di carica di circa il 40% è ottimale per prevenire danni da scarico completo o sovraccarico alla carica del 100%. Le temperature del frigorifero inferiori a 40 ° F non sono raccomandate per le batterie agli ioni di litio a lungo termine.
Mantenere le batterie in ambienti passivamente controllati dalla temperatura ed evitare l'umidità, il freddo estremo o il calore intenso riduce al minimo il rischio di guasti e perdite nel tempo. L'adeguata conservazione è la prima linea di difesa contro le perdite.
Evitare il sovraccarico
Una delle cause più prevenibili della perdita di batteria al litio è il sovraccarico. La ricarica delle batterie oltre la loro valutazione massima di tensione aumenta la pressione interna che può rompere le guarnizioni.
È fondamentale utilizzare il caricatore adeguato per il tipo specifico di batteria al litio e seguire le linee guida di ricarica. I caricabatterie per le batterie agli ioni di litio hanno circuiti per smettere di ricaricare quando sono pieni. I caricabatterie generici o non corrispondenti possono sovraccaricare. Non lasciare mai le batterie caricate incustodite per lunghi periodi.
Le batterie completamente cariche devono essere prontamente rimosse dai caricabatterie. Per dispositivi come i laptop, evita di usarli costantemente mentre è collegato a caricabatterie una volta completamente carichi. La carica di gocciolamento può ancora sovraccaricare gradualmente la batteria nel tempo.
Circuiti di protezione della batteria e “accorto” La tecnologia di ricarica è notevolmente migliorata per prevenire il sovraccarico se utilizzata correttamente. Ma l'acquisto di batterie di qualità, di marca e caricabatterie certificati rimane importante. È meno probabile che i marchi affidabili abbiano difetti che portano a guasti di perdite sovraccaricati.
Ispezioni regolari
L'ispezione periodica delle batterie al litio può aiutare a rilevare i primi segni di danno o difetti che possono portare a perdite lungo la linea. Dare alle batterie una rapida ispezione visiva e tattile mensile è una buona abitudine.
Cerca qualsiasi gonfiore o deformazione evidente nell'involucro, poiché ciò indica un pericoloso accumulo di gas e un fallimento imminente. Controlla anche lo scolorimento, le ammaccature, le crepe o le forature che possono compromettere i sigilli. Pulisci la batteria e cerca segni di depositi di elettroliti cristallini.
Usa anche il naso. Dare alle batterie un test annusato occasionale ed essere vigili per qualsiasi odore acre o aceto che potrebbe indicare una violazione e una perdita. Eventuali odori fuori gassing o strane odori giustificano lo scambio di una batteria sospetta.
Sebbene non infallibili, le ispezioni regolari consentono di riscontrare problemi nelle prime fasi prima dei fallimenti catastrofici. Il monitoraggio delle condizioni della batteria ti dà la possibilità di sostituire le unità che presentano difetti ben prima dello sviluppo di importanti perdite. Solo pochi minuti al mese possono prevenire problemi più grandi.
Precauzioni per la gestione
Le batterie al litio devono essere gestite con cura per evitare danni fisici che potrebbero causare perdite. Le batterie di caduta, schiacciamento, foratura o piercing possono rompere guarnizioni e alloggiamenti di protezione.
Evita di conservare batterie al litio sciolte in cui gli oggetti metallici possono contattare o premere nell'involucro. Chiavi, monete, strumenti e altri articoli in metallo corto I terminali possono suscitare pericolosi guasti. Non trasportare mai batterie sciolte in tasche contenenti metallo.
Quando si installano le batterie, assicurarsi che gli allineamenti di polarità siano corretti. Il tentativo di forzare una batteria all'indietro in un dispositivo può danneggiare terminali o circuiti protettivi. L'inserimento di batterie nell'orientamento sbagliato può causare cortometraggi immediati.
Non tentare di fare leva a batterie gonfie dai dispositivi o di utilizzare strumenti per raschiare con forza i depositi di perdita. Ciò può danneggiare ulteriormente la batteria e rilasciare più elettrolita. Il gonfiore dovrebbe richiedere lo smontaggio del dispositivo immediato per accedere delicatamente e rimuovere le batterie.
Sebbene progettate per essere robuste, le batterie agli ioni di litio richiedono ancora una maneggevolezza prudente per evitare di compromettere i loro involucri durevoli. L'attenta gestione riduce al minimo il rischio di difetti fisici che portano a perdite pericolose.
Utilizzando il giusto tipo di batteria
L'uso di solo batterie agli ioni di litio adeguatamente specificate da marchi affidabili per un determinato dispositivo è importante per evitare perdite. Le batterie generiche knock-off o incompatibili sono più inclini a sigillare guasti e perdite.
Ricerca il tipo di batteria agli ioni di litio, la tensione, la forma del connettore, la capacità e le dimensioni necessarie per un dispositivo. L'abbinamento delle specifiche della batteria di sostituzione evita esattamente i problemi. Evita batterie generiche senza nome con valutazioni vaghe o esagerate.
Attenersi ai principali marchi di batterie di consumo che forniscono specifiche tecniche dettagliate e dati sulle prestazioni per le loro batterie. Produttori affidabili come Batteria olografica Avere un rigoroso controllo di qualità e test di sicurezza che minimizzano i rischi di perdite. Le batterie sono progettate specificamente per i principali produttori di dispositivi avversi alla responsabilità.
Mentre di solito le batterie al litio generiche possono tagliare angoli sull'isolamento, le prese d'aria del gas, l'integrità dell'involucro o altri fattori di sicurezza. Le batterie speciali ebay che rivendicano “alta capacità” sono più sospetti. Sacrificare la sicurezza per i guadagni marginali in capacità si ritorce rapidamente una volta che perdono. Investi in batterie di qualità progettate per sicurezza e longevità.
Domande frequenti sulle perdite della batteria al litio
Quali sono i rischi se la mia batteria al litio inizia a perdere?
Le perdite della batteria al litio rappresentano rischi di pelle, occhio e irritazione respiratoria dal fluido e fumi di elettroliti. Anche il danno corrosivo ai componenti e alle superfici del dispositivo esposti a fluidi che perde è un pericolo da considerare.
Come posso identificare segni di perdita nella mia batteria agli ioni di litio?
Maperie visibili, depositi croccanti, odori acri, deformazione/gonfiore della batteria o fluido all'interno del vano batteria del dispositivo sono chiari segni di perdita di batteria agli ioni di litio.
Il liquido da una batteria che perde è pericoloso?
Sì, il fluido elettrolitico all'interno delle batterie al litio è corrosivo e può irritare gli occhi, la pelle e le mucose al contatto. Durante la maneggevolezza devono essere utilizzate attrezzature protettive adeguate.
Che livello di tossicità hanno i vapori da una batteria al litio che perde?
I fumi di perdite di elettroliti a batteria al litio sono considerati moderatamente tossici e possono causare irritazioni respiratorie ad alte concentrazioni, ma aree ventilate per evitare un'esposizione significativa.
I fumi vengono emessi quando le batterie agli ioni di litio perdono pericolose?
I fumi di perdite di batterie agli ioni di litio possono essere irritanti se inalati, quindi si consiglia la ventilazione. Tuttavia, è improbabile una grave tossicità con esposizioni accidentali in condizioni ventilate normali.
Conclusione
Mentre le perdite della batteria al litio non sono estremamente comuni, essere preparati con la conoscenza aiuta a eliminare lo stress da eventuali episodi potenziali.
Comprendendo cosa causa perdite e apprendendo la corretta gestione, la conservazione e l'ispezione, è possibile evitare molti problemi per cominciare.
Se si verifica una perdita, i seguenti precauzioni di sicurezza e passaggi di pulizia possono risolverlo. E l'identificazione in anticipo di eventuali segnali di avvertimento consente la sostituzione proattiva di batterie difettose prima di gravi guasti.
