리튬-이온 배터리는 전체적으로 믿을 수 없을 정도로 안전하지만 매우 가끔 화재 나 폭발을 일으킬 수 있습니다. 삼성의 갤럭시 노트 7 실패 나 HP의 최신 노트북 리콜과 같은 일이 발생하면 항상 큰 뉴스입니다. 그래서 무슨 일이 일어나고 때로는 배터리가 쾅쾅 소리가 나나요? 알아 보자.
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충전식 리튬-이온 배터리 (노트북, 휴대 전화, 태블릿, 전기 자동차 및 비행기뿐만 아니라 자신이 소유 한 거의 모든 현대 가제트에 내장 된 배터리)는 휴대용 장치의 혁명을 책임집니다. 리튬 이온 배터리가 없으면 커피 숍에 앉아이 기사를 쓸 수 없습니다. 대신, 나는 항상 전원에 연결해야했습니다.
리튬 이온 배터리 안에 무엇이 있습니까?
리튬 이온 배터리가 때때로 고장이 나는 이유를 이해하려면 후드 아래에서 무슨 일이 일어나고 있는지 알아야합니다. 모든 리튬-이온 배터리 안에는 두 개의 전극 (양으로 충전 된 음극과 음으로 충전 된 양극)이 있으며, 두 개의 전극이 닿지 않도록하는 얇은 “마이크로 퍼퍼 레이트 (microperferated)”플라스틱 시트로 분리되어 있습니다. 리튬-이온 배터리를 충전 할 때, 리튬 이온은 캐소드에서 분리기 및 전기 전도성 유체의 미세 관통을 통해 양극으로 전기에 의해 전달됩니다. 배터리가 방전되면, 리튬 이온이 애노드에서 캐소드를 향해 흐르면서 역전이 일어난다. 이것이 랩탑을 강화시키는 반응입니다.
스마트 폰에서 사용되는 것과 같은 소형 배터리에는 일반적으로 단일 리튬 이온 셀만 있습니다. 랩탑 배터리와 같은 큰 배터리는 일반적으로 6 ~ 12 개의 리튬 이온 셀을 사용합니다. 전기 자동차와 비행기의 배터리에는 수백 개의 셀이있을 수 있습니다.
리튬 이온 배터리의 폭발 원인
리튬-이온 배터리를 유용하게 만드는 것은 바로 화재 나 폭발을 일으킬 수있는 능력입니다. 리튬은 에너지를 저장하는 데 정말 좋습니다. 물방울로 출시되면 하루 종일 휴대 전화에 전원을 공급합니다. 한 번에 모두 풀리면 배터리가 폭발 할 수 있습니다.
대부분의 리튬 이온 배터리 화재 및 폭발로 인해 단락 문제가 발생합니다. 이는 플라스틱 분리기가 고장 나서 양극과 음극이 닿을 때 발생합니다. 그리고이 둘이 모이면 배터리가 과열되기 시작합니다.
구분 기호가 실패하는 데는 여러 가지 이유가 있습니다.
- 나쁜 설계 또는 제조 결함 : 배터리는 Galaxy Note 7과 같이 제대로 설계되지 않았습니다.이 경우 배터리에 전극과 분리막을위한 공간이 충분하지 않았습니다. 일부 모델에서 배터리가 충전 될 때 약간 팽창하면 전극이 구부러져 단락이 발생했습니다. 품질 관리가 제대로 유지되지 않거나 제조에 약간의 결함이있는 경우 잘 설계된 배터리라도 고장날 수 있습니다.
- 외부 요인: 극심한 열은 거의 실패를 일으킬 수 있습니다. 배터리가 열원에 너무 가까이 두거나 불에 닿아 폭발하는 것으로 알려져 있습니다. 다른 외부 요인으로 인해 리튬 이온 배터리가 고장날 수도 있습니다. 휴대 전화를 너무 세게 (또는 너무 여러 번) 떨어 뜨리면 분리기가 손상되어 전극이 닿을 수 있습니다. 실수로 또는 고의로 배터리를 뚫 으면 단락이 발생할 수 있습니다.
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- 충전기 문제 : 잘못 만들어 지거나 절연 상태가 좋지 않은 충전기도 리튬 이온 배터리를 손상시킬 수 있습니다. 충전기가 배터리 근처에서 단락되거나 열을 발생시키는 경우 고장을 일으킬 정도로 충분한 손상을 줄 수 있습니다. 그렇기 때문에 공식 충전기 만 사용하는 것이 좋습니다 (또는 평판이 좋은 브랜드의 고품질 타사 충전기 만 사용). 리튬 이온 배터리에는 과충전을 방지하기위한 보호 장치가 내장되어 있습니다. 매우 드물지만 이러한 안전 예방책이 실패하면 과충전은 배터리를 과열시키는 좋은 방법입니다.
- 열 폭주 및 다중 셀 : 대부분의 스마트 폰에있는 것과 같은 단일 셀 배터리 (iPhone X에는 실제로 2 개의 셀이 있음)와는 관련이 없지만 전체 배터리가 작동하려면 하나의 배터리 셀만 실패하면됩니다. 한 셀이 과열되면“열 폭주”라는 도미노 효과가 나타납니다. Tesla Model S와 같은 수백 개의 전지가있는 배터리의 경우 열 폭주가 큰 문제가 될 수 있습니다.
왜 배터리가 고장 나게되는지 검사하는 것이 무서운 그림을 그릴지라도 리튬 이온 배터리는 안전하고 성숙한 기술입니다. 배터리가 갑자기 폭발 할 때 항상 뉴스라는 사실은 이러한 큰 고장이 발생한 경우가 얼마나 드문지를 보여줍니다. 배터리 제조업체는 배터리 고장을 방지하거나 최소한 고장이 발생할 수있는 손상을 완화하기 위해 많은 안전 장치를 마련했습니다.
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