סיגריות אלקטרוניות, סמארטפונים ... יותר ויותר תאונות קשורות כעת לשימוש בסוללות ליתיום-יון! בסוף קיץ 2016, עשרות מקרים של התחממות יתר של גלקסי נוט 7 של סמסונג ואף התפוצצות גרמו לרתיעה ויצר בחשד. בעיה זו נמצאת לעיתים קרובות בסוללות לסיגריה אלקטרונית שמתפשלות או אפילו מתפוצצות בעקבות טיפול לא נכון. אבל אז, עלינו להיות מודאגים מהבטיחות של סוללות ליתיום-יון?
מהפכת אלקטרוניקה! תעודה ליציאת הערוץ!
מחשבים ניידים, סיגריות אלקטרוניות, מכוניות חשמליות ואפילו ... מטוסים שעולים באש: הרשימה מעוררת דאגה. בידיעה שאותו רכיב נבחר: סוללת "ליתיום-יון" כביכול, הנמצאת בכל המכשירים המעורבים. משווקים בשנת 1991, הסוללות הללו נמצאות כיום בכל מקום במושאי חיי היומיום שלנו, ממחשבים לטלפונים סלולריים וטאבלטים.
« טכנולוגיה זו סימנה מהפכה בעולם האלקטרוניקה הניידת, ניתוח רנו בוש, פרופסור לאלקטרוכימיה במכון הפוליטכניק דה גרנובל.אם רוצים לאחסן את אותה כמות אנרגיה עם סוללת ניקל-מתכת הידרידית, למשל, היא הייתה צריכה להיות כבדת וגדולה פי שתיים עד שלוש!« ההיגיון, ולכן, כי היצרנים הסתמכו על זה כדי לפתח את רוב המכשירים הניידים שלנו.
במיוחד מכיוון שהפעלת סוללת ליתיום-יון היא פשוטה מאוד, הרבה יותר מזו של סוללת עופרת, למשל. היא מבוססת על שלושה אלמנטים: אלקטרודה חיובית (קתודה), שלילית אחרת (אנודה) ושכבת נוזלים אלקטרונית בין השניים (אלקטרוליט). במהלך הפריקה נודדים יוני ליתיום הנמצאים באנודה לכיוון הקתודה, מה שגורם לאנודה לשחרר אלקטרונים ולכן מספק זרם חשמלי. בעת טעינה ההפך הוא הנכון: כאשר מסופק זרם לסוללה, האנודה מחזירה לעצמה אלקטרונים, מה שמושך את יוני הליתיום מהקטודה אליה.
כיום קשה לדמיין סיגריות אלקטרוניות כל כך מעשיות ויעילות ללא שימוש בסוללות ליתיום-יון אלה.
טכנולוגיה שאין סכנה ממשית!
אז מאיפה הבעיות? « טכנולוגיה זו אינה מהווה סכנה ממשית לבטיחות, וכימיה שלה נשלטת היטב , לְהַבטִיחַ ז'אן מארי טרסקון, מומחה לכימיה של מצב מוצק 
מכללת דה צרפת. להתחממות יתר של סוללה כזו יכול להיות רק שני מקורות: או שצורתו מונעת פינוי חום במהלך הטעינה; או ששתי האלקטרודות במגע, מה שיוצר קצר חשמלי וגורם לברוח תרמי.«
האלקטרוליט, המשמש לבידוד שתי האלקטרודות, היות ולמעשה רוב הזמן דליק ביותר, יש להרחיקו מכל חום מוגזם. אחרת, אחד מסימני האזהרה להתחממות יתר עשוי להיות נפיחות הסוללה: עדיף להימנע משימוש בה ...
אולם נכון לעכשיו, כל חברה מסוגלת לעצב סוללה בטוחה על ידי ביצוע שני עקרונות פשוטים: לקחת בחשבון את החימום במהלך הטעינה ולשלב מפריד (חומר פלסטי המצפה את האלקטרוליט) מספיק עבה. כדי למנוע מגע בין האלקטרודות.
מספר עשורים של המתנה לביטחון רב יותר?
עם זאת, במירוץ שלהם עבור ביצועים, יצרנים מסוימים לעשות את הבחירה כדי לחתוך פינות על בטיחות. ואכן, « כרגע, הדרך היחידה לשפר את האוטונומיה של סוללה היא להגדיל את עובי האלקטרודות, תוך הפחתת זה של המפריד, על מנת לשמור על נפח קבוע« , מעיד רנו בוכט. וזה מציב כמה בעיות.
ראשית, על ידי הקטנת עובי המפריד - לפעמים בחצי! -, יצרנים מגדילים את ההסתברות לתקלה שבמרכזה. במקרים מסוימים זה יכול להוביל למגע בין האלקטרודות, ולכן לקצר. בעיה נוספת: במהלך הטעינה עלולות להיווצר אנומליות באנודה. יוני ליתיום אינם נכנסים כראוי לאלקטרודה השלילית ויוצרים משקעי מתכת קטנים, הנקראים דנדריטים. אשר יכול להיות גם במקורו של קצר חשמלי, על ידי יצירת סוגים של גשרים מוליכים בין שתי האלקטרודות. מכאן התועלת, שוב, של מפריד עבה למדי.
יתרה מכך, הופעתם של הדנדריטים המפורסמים הללו מתגלה בתכיפות גבוהה יותר כאשר עוצמת הזרם מוגברת במהלך הטעינה, מה שהופך הכרחי עם אלקטרודות עבות יותר. זאת כאשר יצרנים מנסים להפחית את זמן הטעינה: הדרך היחידה להשיג זאת היא להגביר מעט יותר את עוצמת הזרם החשמלי המועבר במהלך הטעינה, ולכן להגדיל את הסיכון לקצר חשמלי על ידי היווצרות דנדריטים.
בקיצור, חברות דוחפות את טכנולוגיית הליתיום-יון לגבולותיה, מה שמוביל לתאונות. האם אנחנו עדיין יכולים לקוות שיהיו לנו סוללות חזקות יותר מבלי שיתפוצצו לנו? למרות הבטחות היצרנים, רק הופעתם של כימיקלים חדשים תבטיח זאת. מה שיכול לקחת עשרות שנים.
מה לעשות כאשר מחכים בטיחות מקסימלית?
לגבי הסיגריה האלקטרונית, ב 99% מהתפוצצויות הסוללה, לא הדגם הוא האחראי אלא המשתמש, לעתים קרובות התאונה נובעת מרשלנות בטיפול בסוללות ליתיום-יון.
על מנת למנוע כל בעיה בסוללות מסוג זה יש לכבד כללי בטיחות מסוימים לשימוש בטוח :
- אל תשתמש במוד מכני אם אין לך את הידע הדרוש. אלה לא יכולים לשמש רק עם שום סוללה ...
- לעולם אל תכניס סוללה אחת או יותר לכיסים שלך (נוכחות של מפתחות, חלקים שיכולים לקצר)
- יש לאחסן או להעביר את הסוללות תמיד בקופסאות ולהשאיר אותן נפרדות זו מזו
אם יש לך ספק, או אם אתה לא מודע, לשקול לשאול לפני רכישת, באמצעות או אחסון סוללות. הנה א הדרכה מלאה המוקדש סוללות Li-Ion אשר יסייע לך לראות יותר בבירור.
מָקוֹר : Science-et-vie.com
