كيف يمكن أن تسبب بطاريات الليثيوم ارتفاعًا خطيرًا في درجة الحرارة
مع تطور الإلكترونيات، فإنها تتطلب المزيد من القوة والسرعة والكفاءة. ومع تزايد الحاجة إلى خفض التكاليف وتوفير الطاقة، فليس من المستغرب أن يحدث ذلكبطاريات الليثيومأصبحت أكثر شعبية. وقد تم استخدام هذه البطاريات في كل شيء بدءًا من الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وحتى السيارات الكهربائية وحتى الطائرات. إنها توفر كثافة طاقة عالية وعمرًا طويلًا وشحنًا سريعًا. ولكن مع كل مزاياها، تشكل بطاريات الليثيوم أيضًا مخاطر خطيرة على السلامة، خاصة عندما يتعلق الأمر بالحرارة الكهربائية الجامحة.
بطاريات الليثيوموتتكون من عدة خلايا متصلة كهربائيا، وتحتوي كل خلية على الأنود والكاثود والكهارل. تؤدي إعادة شحن البطارية إلى تدفق أيونات الليثيوم من الكاثود إلى القطب الموجب، ويؤدي تفريغ البطارية إلى عكس التدفق.ولكن إذا حدث خطأ ما أثناء الشحن أو التفريغ، فقد ترتفع درجة حرارة البطارية وتتسبب في نشوب حريق أو انفجار. وهذا ما يعرف بالحرارة الكهربائية الجامحة أو الهروب الحراري.
هناك العديد من العوامل التي يمكن أن تؤدي إلى الهروب الحراري في بطاريات الليثيوم.إحدى القضايا الرئيسية هي الشحن الزائدمما قد يتسبب في توليد حرارة زائدة من البطارية ويؤدي إلى تفاعل كيميائي ينتج عنه غاز الأكسجين. يمكن أن يتفاعل الغاز بعد ذلك مع المنحل بالكهرباء ويشتعل، مما يتسبب في اشتعال النيران في البطارية. فضلاً عن ذلك،دوائر قصيرة، ثقوب، أو غيرها من الأضرار الميكانيكية للبطاريةيمكن أن يتسبب أيضًا في الهروب الحراري عن طريق إنشاء نقطة ساخنة في الخلية حيث يتم توليد الحرارة الزائدة.
يمكن أن تكون عواقب الهروب الحراري في بطاريات الليثيوم كارثية. يمكن أن تنتشر حرائق البطاريات بسرعة ويصعب إخمادها. كما أنها تنبعث منها غازات سامة وأبخرة ودخان يمكن أن تضر الناس والبيئة. عندما يتعلق الأمر بعدد كبير من البطاريات، قد يصبح الحريق خارجًا عن السيطرة ويسبب أضرارًا للممتلكات أو إصابات أو حتى وفيات. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تكون تكلفة الضرر والتنظيف كبيرة.
منع الهروب الحراري فيبطاريات الليثيوميتطلب التصميم والتصنيع والتشغيل الدقيق. يجب على الشركات المصنعة للبطاريات التأكد من أن منتجاتها مصممة بشكل جيد وتلبي معايير السلامة المناسبة. كما يحتاجون أيضًا إلى اختبار بطارياتهم بدقة ومراقبة أدائها أثناء الاستخدام. يجب على مستخدمي البطارية اتباع إجراءات الشحن والتخزين المناسبة، وتجنب إساءة الاستخدام أو سوء التعامل، وإيلاء اهتمام وثيق لعلامات ارتفاع درجة الحرارة أو الأعطال الأخرى.
للتخفيف من المخاطر المرتبطة بالحرارة الكهربائية الجامحة في بطاريات الليثيوم، يستكشف الباحثون والمصنعون مواد وتصميمات وتقنيات جديدة. على سبيل المثال، تعمل بعض الشركات على تطوير بطاريات ذكية يمكنها التواصل مع المستخدم أو الجهاز لمنع الشحن الزائد أو التفريغ الزائد أو درجة الحرارة الزائدة. وتقوم شركات أخرى بتطوير أنظمة تبريد متقدمة يمكنها تبديد الحرارة بشكل أكثر فعالية وتقليل مخاطر الهروب الحراري.
وفي الختام، تعتبر بطاريات الليثيوم عنصرا حيويا في العديد من الأجهزة الحديثة، ومزاياها واضحة. ومع ذلك، فإنها تشكل أيضًا مخاطر أمنية متأصلة، خاصة عندما يتعلق الأمر بالحرارة الكهربائية الجامحة. لتجنب الحوادث وحماية الأشخاص والممتلكات، من الضروري فهم هذه المخاطر واتخاذ التدابير المناسبة لمنعها. ويشمل ذلك التصميم الدقيق والتصنيع واستخدام بطاريات الليثيوم، بالإضافة إلى البحث والتطوير المستمر لتحسين سلامتها وأدائها. ومع تقدم التكنولوجيا، يجب أن يتطور النهج الذي نتبعه في التعامل مع السلامة، ومن خلال التعاون والابتكار فقط يمكننا ضمان مستقبل أكثر أمانًا واستدامة.
وقت النشر: 29 مارس 2023