배터리가 폭발하는 이유는 무엇입니까?
충전하는 동안 모든 납산 배터리는 전해질이 수소와 산소로 분해되어 진화하는 수소와 산소를 생성합니다. 충전이 끝날수록 수소 및 산소 가스 생성 속도가 증가합니다. 배터리가 과충전되거나 너무 빨리 충전되는 경우에도 증가합니다. 침수된 배터리는 항상 환기 플러그를 통해 이러한 가스를 배출합니다. 수소 가스 농도가 폭발 범위 4%를 초과하는 이 지역 근처의 점화원은 폭발 위험을 증가시킵니다.
배출된 배터리와 같이 배터리에 통로가 있으면 화염이 배터리 케이스로 계속 들어가 내부에 있을 수 있는 가스를 점화하여 용기 내부의 압력을 증가시켜 용기가 폭발할 수 있습니다. 폭발 반응은 2H2 + O2 => 2H2O + 열. SMF 배터리에서 화염은 밀봉되어 용기에 들어갈 수 없습니다. 환기 밸브는 점화하기에 불충분한 매우 적은 양의 가스를 방출합니다.
배터리가 폭발하는 이유는 무엇입니까? 주원인 - 수소가스!
공기보다 가벼운 수소 가스는 대기 중으로 쉽게 분산됩니다. 배터리 주변 영역이 구멍 없이 밀폐되어 있는 경우(환기 장치가 없는 골프 카트 배터리 상자 안에 8개의 배터리와 같이) 이러한 가스는 작은 스파크( 브러시 모터가 작동하거나 배터리 단자의 느슨한 연결로 인한 것과 같은).
납산 배터리는 과충전 및 가스 발생 중 그리고 방출된 수소 가스의 비율이 부피 기준으로 4%를 초과하는 경우 폭발할 수 있습니다. 산소와 공기는 4% 수소와 폭발성 혼합물을 형성합니다. 수소는 무색, 무색, 인화성이 높은 기체입니다. 배터리 폭발의 가능한 원인:
- 충전 중인 배터리 근처에서 스파크
- 배터리 단자의 마모된 케이블
- 충전 중 젖은 배터리 덮개를 가로질러 추적
- 배터리실 내부 충전 중인 배터리 근처에서 스파크 또는 화재
배터리가 폭발하는 이유는 무엇입니까? 다음 소스 - 품질이 낮은 충전기
품질이 좋지 않은 충전기는 전압 조정이 불량하고 과충전을 유발할 수 있습니다. 이것은 일반적으로 충전이 끝날 때만 발생하는 수소 가스의 발생으로 이어집니다. 통풍구 플러그가 먼지로 막힌 경우 수소가 셀 내에 축적될 수 있습니다. 또는 가스 발생 속도에 비해 배출 속도가 느리고 가스 발생이 활발할 때. 정상적인 과정에서 구멍이 있는 다공성 세라믹 또는 플라스틱 벤트 플러그는 수소가 자연스럽게 확산되도록 합니다.
수소 가스 밀도 – 0.000089 g/L
산소 가스 밀도 –
1.42g/L (수소에 비해 16,000배 무거움)
폭발/화재는 수소가 16000배 더 가볍음에도 불구하고 발생합니다. 수소는 배터리 주변이 밀폐된 경우에만 축적될 수 있습니다. 작은 불꽃이라도 배터리 폭발로 이어질 수 있습니다.
배터리가 폭발하는 이유는 무엇입니까? 막힌 환기 플러그
배터리의 통풍구 플러그가 더럽고 먼지로 막히면 가스가 배터리 내부에 축적될 수 있고 배터리 근처에서 스파크가 발생하면 주변의 수소 가스가 화재를 일으켜 셀로 전파되어 배터리가 폭발하고 때로는 뚜껑이 날아갈 수 있습니다. 해결 방법은 배터리 통풍구 플러그가 막히지 않았는지 확인하는 것입니다. 배터리 충전 중에는 항상 만액 배터리의 통풍 플러그를 제거하십시오.
배터리가 폭발하는 이유는 무엇입니까? 중요한 요소 - 마모된 배터리 케이블
배터리 단자의 마모된 케이블
항상 배터리 단자에 연결된 케이블이 단자 커넥터의 주름진 끝에서 마모된 전선 끝 없이 양호한지 확인하십시오. 마모된 끝 부분은 스파크의 원인이 되며 배터리를 밀폐된 배터리 컨테이너 안에 보관하면 배터리가 쉽게 폭발할 수 있습니다. 배터리 근처의 브러시 모터는 작동할 때마다 불꽃을 튀깁니다. 따라서 브러시 모터가 배터리 웰에서 분리되었는지 확인하십시오. 때때로 배터리 케이블은 금속 용기의 접촉 지점에서 배터리 상자에 들어가는 지점에서 마모될 수 있습니다. 케이블이 진입점에서 예리한 각도를 이루고 있지 않은지 확인하십시오.
배터리가 폭발하는 이유는 무엇입니까? 또 하나의 간과된 요소...!
충전 중 젖은 배터리 덮개를 가로질러 추적
배터리 충전 시 일정량의 배터리 산이 기포가 나오는 것은
불가피합니다. 특히 충전이 끝나면 수소의 진화가 빨라 배터리 뚜껑에 기포가 발생하고 산이 쏟아집니다. 이러한 유출을 추적하는 케이블을 남겨 두는 것은 접지 누설 전압을 유발하므로 좋지 않습니다. 충전이 완료된 후에는 항상 모든 산성 방울을 닦아내십시오.
배터리실 내부에서 충전 중인 배터리 근처에서 스파크 또는 화재
환기가 잘 되지 않으면 실내에 수소 가스가 축적됩니다. 가스는 천장 근처에 모여 최대 4%의 부피를 차지합니다. 이것은 폭발성 혼합물이며 작은 불꽃에도 촉발됩니다. 충전 중 셀 내부에 가스가 축적되고 즉시 배출되지 않으면 실내에 수소가 축적될 수 있습니다. 수소 가스는 농도 4%에서 폭발합니다. 배터리 단자 또는 커넥터에 작은 불꽃이 튀면 폭발을 일으켜 상당한 손상을 줄 수 있습니다. 배터리 충전실은 절대 밀폐된 공간에 두어서는 안 됩니다. 배터리실 내부에 적절한 환기가 있어야 합니다. 수소는 공기보다 훨씬 가벼워 환기를 통해 쉽게 빠져나갑니다.
배터리가 폭발하는 이유는 무엇입니까? 그것을 피하는 방법?
우발적인 스파크를 방지하기 위해 배터리 근처에 금속 도구를 사용하지 마십시오. 절연 도구
사용 – 스패너 손잡이에 전기 절연 테이프를 감는 것은 매우 간단합니다.
골프 코스의 흙길과 같이 먼지가 많은 환경에서 배터리를 사용하는 경우 배기구 플러그를 비누와 물로 세척하십시오. 골프 카트 배터리 폭발은 드문 일이 아닙니다.
충전이 끝날 때까지 충전 전류를 줄이는 것이 가장 좋습니다. 대부분의 최신 배터리 충전기는 이 작업을 자동으로 수행합니다.
우수한 배터리 제조업체는 벤트 플러그 내부에 미세 다공성 화염 저지 세라믹 디스크를 사용합니다. 구멍을 들여다보면 벤트 플러그에 이것이 있는지 확인할 수 있습니다. 흰색 디스크가 보일 것입니다.
배터리에서 썩은 계란 냄새가 나는 이유는 무엇입니까?
납산의 과충전 은 또한 황화수소를 생성할 수 있습니다. 황화수소는 썩은 계란 냄새가 나는 무색의 고독성 인화성 가스입니다. 이 가스는 산패되고 부패하는 음식이나 유기물에서도 자연적으로 발생합니다. 배터리 근처에서 냄새가 나는 경우 충전기를 끄고 완전히 사라질 때까지 냄새를 멀리하십시오. 이것은 배터리를 과충전한 결과일 뿐이며 항상 발생하는 것은 아님을 기억하십시오.
노트북, 휴대폰 등의 각종 모바일 기기와 전동킥보드, 전기자동차의 보급 확산에 의해 2차 전지에 대한 수요가 기하급수적으로 증가하고 있는데요. 그중에서도 현재 시장에서 가장 많이 사용되고 있는 전지는 바로 리튬이온전지라고 해요. 그런데 이 리튬이온전지의 사용 증가와 함께 화재 폭발 사고도 증가하고 있어 이슈가 되었는데요. 그렇다면 리튬이온전지는 왜 폭발하는지 알아보고 사고를 예방해볼까요?
리튬이온전지의 주요 구성요소는 위 그림과 같이 양극, 음극, 전해액, 분리막인데요. 양극은 리튬층간화합물이 알루미늄 재질의 박막에 도포된 형태로 되어있고, 충전 과정에서 리튬이온 소스 역할을 해요. 음극은 탄소 그라파이트가 수리 재질의 박막에 도포된 형태로 되어있고, 충전 과정에서 양극에서 이동해온 리튬이온이 음극 탄소 그라파이트 층간에 삽입돼요. 전해액은 리튬이온이 잘 이동할 수 있도록 하는 매개체 역할을 하며, 다양한 유기용매를 사용합니다. 또한 분리막은 양극과 음극이 접촉하는 것을 방지하면서 리튬이온이 잘 통과할 수 있는 다공성 막의 역할을 해요. 리튬이온전지는 충전 과정에서는 양극에서 음극으로 리튬이온이 이동하며, 방전과정에서는 음극에서 양극으로 리튬이온이 이동하게 됩니다. 전지 내부에서는 이온만이 이동하며, 외부에 연결된 회로로는 전자가 이동하는 원리이죠.
리튬이온전지에서는 특정 온도 이상에서 발열반응이 발생하는데요. 음극에서는 약 70~90℃에서 발열 반응이 발생하기 시작하고, 양극에서는 130~150℃에서 발열 반응이 발생하기 시작합니다. 발열 반응에 의한 열에너지 발생 속도가 리튬이온전지 냉각속도보다 빠르면 리튬이온전지 온도는 증가하게 되어 열에너지 발생속도가 증가하게 돼요. 따라서 리튬이온전지를 적절하게 냉각하지 않으면 지속적으로 온도가 상승하여 폭발적으로 온도가 상승하는 열폭주가 발생하게 되는 것이죠. 열폭주가 발생하면 분리막이 녹아 내부단락이 발생할 수 있으며, 내부단락이 발생하면 열에너지 발생이 커져 열에너지 방출 속도가 빨라지면서 화재가 발생하게 돼요.
리튬이온전지는 전기적 오사용, 열적 오사용, 기계적 오사용, 설계불량, 공정불량에 의해 열폭주가 발생하는데요. 리튬이온전지의 과전압은 양극과 음극을 모두 손상시킬 수 있기 때문에 과전압에 의해서도 발열반응이 발생하기도 해요. 또한 리튬이온전지를 과방전하게 되는 경우에도 내부단락 발생 가능성이 있는데요. 과방전의 경우 음극의 전류컬렉터인 구리박막이 일부 녹아 구리 이온이 전해액으로 이동하게 되고 다시 재충전하게 되면 구리 이온이 음극 표면에서 구리금속 박막을 형성할 수 있어요. 그렇게 될 경우 이 구리금속 박막 부위에서 충전 중 리튬금속 덴드라이트 결정이 생성되어 내부단락으로 인한 열폭주가 발생하게 됩니다. 이렇게 리튬이온전지는 과학적으로 수많은 원인에 의해 화재가 발생하고 있는데요. 현재 우리 생활 속에서 가장 많이 사용되고 있는 만큼 어떻게 이 문제를 해결할지가 리튬이온전지의 중요한 과제가 될 것 같네요.