Почему взрываются айфоны: ученые исследовали литий-ионные аккумуляторы

В статье, опубликованной в журнале Journal of the Electrochemical Society, ученые из Canadian Light Source (CLS) во время ремонта синхротрона заглянули внутрь перегруженной батареи. Во избежание аварии они осушили аккумулятор, пока его напряжение не достигло критического уровня, но определенные выводы были сделаны. Когда литий-ионные батареи перегреваются, составляющие их материалы начинают разрушаться и производят пузырьки кислорода, CO2 и других газов. От этого давление внутри возрастает, и горячая батарея из прямоугольника набухает в форму подушки. Иногда этим все и ограничивается, но часто из-за резкого перегрева происходит взрыв.

Для того, чтобы увидеть, что происходит с батареей в то время, когда она набухает, команда CLS использовала рентгеновскую компьютерную томографию. Внутри батарея представляет собой электрод спиральной формы. Сканирование показало, что пузырьки появляются как раз из-за перегрева и деформации этой спирали. Что интересно. Авторы исследования обнаружили, что сильнее всего структура батареи деформировалась от газа в том месте, где случались несущественные дефекты, до этого не влиявшие на ее работу.

• 
  

  Перегрузка батареи приводит к нарушению ее структурной целостности
  А — батарея до перегрузки; В — батарея после неаккуратного использования; С — области наиболее серьезной деформации

Теперь же ученые надеются провести еще больше исследований, чтобы понять, как именно аккумуляторы реагируют на выделение газов и какие меры помогут улучшить их конструкцию.