E-sigaretten, smartphones… Steeds meer ongevallen zijn nu gekoppeld aan het gebruik van lithium-ionbatterijen! Aan het einde van de zomer van 2016 veroorzaakten tientallen gevallen van oververhitting en zelfs ontploffing van de Samsung Galaxy Note 7 ontzetting en wantrouwen. Dit probleem doet zich vaak voor bij e-sigaretbatterijen die ontgassen of zelfs exploderen na onjuist gebruik. Maar moeten we ons dan zorgen maken over de veiligheid van lithium-ionbatterijen?
EEN REVOLUTIE VOOR ELECTRONICS! EEN DEAL VOOR DE AANKOMST VAN DE VAPE!
Laptops, e-sigaretten, elektrische auto's en zelfs… vliegtuigen die vlam vatten: de lijst is zorgwekkend. Wetende dat hetzelfde onderdeel wordt uitgekozen: de zogenaamde "lithium-ion" -batterij, aanwezig in alle betrokken apparaten. Deze batterijen, die in 1991 op de markt werden gebracht, zijn nu alomtegenwoordig in de voorwerpen van ons dagelijks leven, van computers tot mobiele telefoons en tablets.
« Deze technologie betekende een revolutie in de wereld van draagbare elektronica, analyse Renaud Bouchet, professor elektrochemie aan het Institut polytechnique de Grenoble.Als je dezelfde hoeveelheid energie zou willen opslaan met bijvoorbeeld een nikkel-metaalhydridebatterij, zou deze twee tot drie keer zo zwaar en omvangrijk moeten zijn!« Logica, daarom dat de fabrikanten erop vertrouwden om de meeste van onze draagbare apparaten te ontwikkelen.
Zeker omdat de bediening van een lithium-ion-accu heel eenvoudig is, veel meer dan die van bijvoorbeeld een loodzuuraccu. Het is gebaseerd op drie elementen: een positieve elektrode (kathode), een andere negatieve (anode) en een elektronische vloeistoflaag tussen de twee (elektrolyt). Tijdens de ontlading migreren de in de anode aanwezige lithiumionen naar de kathode, waardoor de anode elektronen vrijgeeft en dus een elektrische stroom afgeeft. Bij het opladen is het omgekeerd: wanneer er stroom aan de batterij wordt geleverd, herwint de anode elektronen, die de lithiumionen van de kathode naar zich toe trekken.
Tegenwoordig is het moeilijk om zulke praktische en efficiënte e-sigaretten voor te stellen zonder het gebruik van deze lithium-ionbatterijen.
EEN TECHNIEK DIE GEEN ECHT GEVAAR HEEFT!
Dus waar komen de problemen vandaan? « Deze technologie vormt geen echt gevaar voor de veiligheid en de chemie ervan is goed onder controle , verzekeren Jean-Marie Tarascon, specialist in vaste stof chemie 
Collège de France. De oververhitting van een dergelijke batterij kan slechts twee oorzaken hebben: ofwel de vorm ervan verhindert de afvoer van warmte tijdens het opladen; ofwel zijn de twee elektroden in contact, wat een kortsluiting veroorzaakt en een thermische overstroom veroorzaakt.«
Omdat het elektrolyt, dat dient om de twee elektroden te isoleren, omdat het in feite meestal licht ontvlambaar is, moet het uit de buurt van overmatige hitte worden gehouden. Anders kan een van de waarschuwingssignalen van oververhitting de zwelling van de batterij zijn: het is beter om het niet te gebruiken ...
Momenteel is elk bedrijf echter in staat om een veilige batterij te ontwerpen door twee eenvoudige principes te volgen: houd rekening met de verwarming tijdens het opladen en neem een voldoende dikke separator (plastic materiaal dat de elektrolyt bedekt) om contact tussen de elektroden te voorkomen.
MEERDERE DECENNES WACHTEN OP MEER VEILIGHEID?
Echter, in hun race naar prestaties, maken sommige fabrikanten de keuze om veiligheid in te boeten. In feite, « Op dit moment is de enige manier om de autonomie van een batterij te verbeteren, door de dikte van de elektroden te vergroten en die van de scheider te verkleinen om een constant volume te behouden« , getuigt Renaud Bouchet. En dat levert verschillende problemen op.
Ten eerste door de dikte van de separator te verminderen - soms met de helft! -, verhogen fabrikanten de kans op een fout in de kern ervan. Dit kan in sommige gevallen leiden tot contact tussen de elektroden en daarmee tot kortsluiting. Nog een probleem: tijdens het opladen kunnen er afwijkingen ontstaan aan de anode. Lithiumionen passen niet goed in de negatieve elektrode en vormen kleine metaalafzettingen, dendrieten genaamd. Wat ook de bron van kortsluiting kan zijn, door soorten geleidende bruggen te creëren tussen de twee elektroden. Vandaar het nut, nogmaals, van een vrij dikke scheider.
Bovendien blijkt het verschijnen van deze beroemde dendrieten vaker voor te komen wanneer de intensiteit van de stroom wordt verhoogd tijdens het opladen, wat nodig wordt bij dikkere elektroden. Idem wanneer fabrikanten proberen de oplaadtijd te verkorten: de enige manier om dit te bereiken is door de intensiteit van de elektrische stroom die tijdens het opladen wordt afgegeven iets meer te verhogen en daarmee het risico op kortsluiting te vergroten. door de vorming van dendrieten.
Kortom, bedrijven verleggen de grenzen van lithium-ion-technologie, wat tot ongevallen leidt. Kunnen we nog steeds hopen op krachtigere batterijen zonder dat ze in ons gezicht exploderen? Ondanks de toezeggingen van de fabrikanten, zal alleen de komst van nieuwe chemicaliën dit garanderen. Dat kan tientallen jaren duren.
WAT TE DOEN WANNEER WACHT OP MAXIMALE VEILIGHEID?
Wat betreft de e-sigaret: in 99% van de batterij-explosies is niet het model verantwoordelijk, maar de gebruikeris het ongeval vaak het gevolg van nalatigheid bij het omgaan met lithium-ionbatterijen.
Om problemen met dit soort batterijen te voorkomen bepaalde veiligheidsregels moeten worden gerespecteerd voor veilig gebruik :
- Gebruik geen mechanische modificatie als u niet over de nodige kennis beschikt. Deze kunnen niet zomaar met elke batterij worden gebruikt ...
- Stop nooit een of meerdere batterijen in uw zakken (aanwezigheid van sleutels, onderdelen die kortsluiting kunnen veroorzaken)
- Bewaar of vervoer uw batterijen altijd in dozen, waarbij u ze van elkaar gescheiden houdt
Als u twijfelt of als u er niet bekend mee bent, overweeg dan navraag bij het kopen, gebruiken of opslaan van batterijen. Dit is een complete tutorial gewijd aan Li-Ion-batterijen wat je zal helpen om duidelijker te zien.
bron : Science-et-vie.com
