Mengapa Baterai Lithium-Ion Meledak?

Sementara baterai lithium-ion, pada umumnya, sangat aman, mereka sekali-kali sangat sering terbakar atau meledak. Ketika itu terjadi, seperti dengan Samsung Galaxy Note 7 kegagalan atau mengingat laptop HP lebih baru, itu selalu berita besar. Jadi apa yang terjadi dan mengapa baterai kadang-kadang padam? Mari kita cari tahu.

Baterai lithium-ion yang dapat diisi ulang - jenis baterai yang ada di dalam laptop, ponsel, tablet, dan hampir semua gadget modern yang Anda miliki, serta mobil listrik dan pesawat terbang - bertanggung jawab atas revolusi perangkat portabel. Tanpa baterai lithium-ion, saya tidak akan bisa menulis artikel ini di kedai kopi; sebaliknya, saya harus dicolokkan ke sumber listrik sepanjang waktu.

Apa yang ada di dalam Baterai Lithium-Ion?

Untuk memahami mengapa baterai lithium-ion terkadang gagal, Anda perlu tahu apa yang terjadi di bawah kap mesin. Di dalam setiap baterai lithium-ion, ada dua elektroda-katoda yang bermuatan positif dan anode bermuatan negatif dipisahkan oleh selembar tipis plastik "mikroperferasi" yang membuat kedua elektroda tidak bersentuhan. Ketika Anda mengisi baterai lithium-ion, ion lithium didorong oleh listrik dari katoda, melalui microperferations di pemisah dan cairan konduktif listrik, dan ke anoda. Ketika baterai dilepas, kebalikannya terjadi dengan ion lithium mengalir dari anoda menuju katoda. Ini adalah reaksi yang menggerakkan laptop Anda.

Baterai kecil, seperti yang ditemukan di smartphone, biasanya hanya memiliki satu sel lithium-ion. Baterai yang lebih besar, seperti yang ada di laptop, biasanya memiliki antara 6 dan 12 sel lithium-ion. Baterai dalam mobil listrik dan pesawat terbang dapat memiliki ratusan sel.

Apa yang Membuat Baterai Lithium-Ion Meledak?

Hal yang sangat membuat baterai lithium-ion sangat berguna adalah apa yang juga memberi mereka kapasitas untuk menangkap api atau meledak. Lithium sangat bagus dalam menyimpan energi. Ketika dirilis sebagai tetesan, itu memperkuat ponsel Anda sepanjang hari. Ketika dirilis secara sekaligus, baterai bisa meledak.

Baterai lithium-ion dari Japan Airlines Boeing 787 terbakar pada tahun 2013.

Sebagian besar kebakaran baterai lithium-ion dan ledakan turun ke masalah hubungan arus pendek. Ini terjadi ketika pemisah plastik gagal dan memungkinkan anode dan katoda menyentuh. Dan begitu keduanya bersama-sama, baterai mulai terlalu panas.

Ada sejumlah alasan mengapa pemisah dapat gagal:

• Desain Buruk atau Cacat Manufaktur: Baterai tidak dirancang dengan baik, seperti pada Galaxy Note 7. Dalam hal ini, tidak ada cukup ruang untuk elektroda dan pemisah di baterai. Dalam beberapa model, ketika baterai melebar sedikit saat diisi, elektroda ditekuk dan menyebabkan korsleting. Bahkan baterai yang dirancang dengan baik dapat gagal jika kontrol kualitas tidak cukup ketat atau ada beberapa cacat dalam manufaktur.
• Faktor eksternal: Panas yang ekstrim hampir dijamin menyebabkan kegagalan. Baterai yang terlalu dekat dengan sumber panas — atau terperangkap dalam api — diketahui meledak. Faktor eksternal lainnya dapat menyebabkan baterai lithium-ion gagal juga. Jika Anda menjatuhkan ponsel Anda terlalu keras (atau terlalu sering), ada kemungkinan Anda akan merusak pemisah dan menyebabkan elektroda menyentuh. Jika Anda menusuk baterai (entah karena kecelakaan atau sengaja), maka Anda hampir pasti akan menyebabkan korsleting.

• Masalah Pengisi Daya: Pengisi daya yang buruk atau yang buruk juga dapat merusak baterai lithium-ion. Jika celana pendek pengisi daya atau menghasilkan panas di dekat baterai, dapat menyebabkan kerusakan yang cukup untuk menyebabkan kegagalan. Itulah mengapa kami menyarankan untuk menggunakan hanya pengisi daya resmi (atau setidaknya, pihak ketiga yang berkualitas tinggi dari merek bereputasi). Baterai lithium-ion memang telah dibangun di perlindungan untuk menghentikan mereka pengisian yang berlebihan. Meskipun sangat jarang, jika tindakan pencegahan keamanan ini gagal, pengisian daya yang berlebihan adalah cara yang baik untuk memanaskan baterai.
• Thermal Runaway dan Multiple Cells: Meskipun tidak relevan dengan baterai sel tunggal seperti yang ditemukan di sebagian besar ponsel pintar (iPhone X sebenarnya memiliki dua sel), hanya satu sel baterai yang perlu gagal untuk seluruh baterai pergi. Setelah satu sel terlalu panas, Anda mendapatkan efek domino yang disebut "pelarian termal." Untuk baterai dengan ratusan sel seperti yang ada di Tesla Model S-thermal runaway memiliki potensi untuk menjadi masalah yang sangat besar.

Meskipun memeriksa mengapa baterai kadang-kadang gagal melukiskan gambar yang menakutkan, baterai lithium-ion adalah teknologi yang aman dan matang. Fakta bahwa itu selalu berita ketika baterai meledak secara tak terduga menunjukkan betapa langka suatu peristiwa kegagalan besar itu. Produsen baterai menempatkan banyak pengaman di tempat untuk mencegah baterai gagal, atau setidaknya mengurangi kerusakan yang disebabkan oleh kegagalan.

Kredit foto: wk1003mike / Shutterstock.com.