Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Elektronik

Genopladelige batterier i dine yndlingsenheder kan antænde og brænde dit hus ned

Kredit:CC0 Public Domain

Vi spiller alle russisk roulette med enheder, der drives af lithium-ion-batterier.

Chancerne er, at du har snesevis af lithium-ion-drevne enheder inde i dit hjem lige nu. Nogle er sandsynligvis koblet til opladere - og det er, når de er mest tilbøjelige til at antændes og forårsage en ødelæggende brand.

Men vi accepterer risiciene i bytte for belønningen. Den gode nyhed:Forskere arbejder på at gøre dem ikke-brændbare.

Først markedsført til kommerciel brug for næsten 30 år siden, lithium-ion-batterier leverer langt mere strøm i længere perioder mellem opladninger end traditionelle vådcellebatterier. De har affødt dramatiske forbedringer af utallige produkter, vi bruger hver dag, som smartphones, tabletter, højopløsningskameraer, bærbare computere, scootere, hoverboards, el-cykler, kompakte lys, elbiler og hele husets solenergisystemer.

Men tusinder tilbagekaldes hvert år som brandfare – i stand til at antændes uden varsel i hjem og garager, biler og busser, fabrikker og værksteder. Tilbagekaldte batterier er både store og små, og mens forbrænding er sjælden, det kan være ødelæggende, når det sker.

Batteribrande er sjældne, men ødelæggende

To af de mest udbredte og tragiske brande, der involverede lithium-ion-batterier, fandt sted i det sydlige Florida og involverede Tesla Model S-elbiler. I maj 2018, to teenagere døde, efter at deres bil styrtede ned og brød i brand i Fort Lauderdale. Sidste maj, en læge døde, da hans bil blev opslugt efter et styrt i Davie.

Tesla Model S sedaner er drevet af arrays på mere end 7, 000 lithium-ionceller, lidt større end standard AA-batterier, indkapslet under bilernes kabiner.

En familie ved Lake Worth Beach modtog en nøgtern lektion om batteriernes ødelæggende kraft i november 2018, efter at Elijah Oliphant frakoblede et batteri fra Monmouth elcykel, han købte i juni, og stillede det på gulvet i et soveværelse, han brugte til sit kontor, har til hensigt at tilslutte den til sin oplader.

"Hans kone bad ham om at hjælpe hende med at gøre deres barn klar til at gå i seng, " ifølge en rapport fra Palm Beach County Fire Rescue. "Han gik væk fra batteriet, og det begyndte at ryge og summe."

Før Oliphant kunne hente vand for at prøve at tømme batteriet, det brød i flammer, sagde rapporten. Da røgen fyldte huset, Oliphant og hans kone undslap med deres to små børn, men ifølge en GoFundMe-kampagne skabt af Oliphants søster Melinda, "tabte hele deres hus og alle dets ejendele."

Et år senere, parrets forsikringsselskab, Fort Lauderdale-baserede Universal Property &Casualty, anlagde en føderal retssag mod den Kina-baserede producent af batteriets celler, plus Panasonic, som samlede batteriet, og den californiske forhandler, California EBike LLC, som solgte den til eBay-forhandleren, der solgte den til Oliphant. Universal søger at inddrive $212, 000 det betalte familien, plus advokatomkostninger.

Nås via sms, Oliphants kone, Sharon Oliphant, skrev, "Vi er helt sikkert bange for lithium-ion nu!"

Hvorvidt vi andre er så tvivlsomme, som vi burde være, er genstand for debat.

Batterimodellen, der er identificeret i retssagen og brandundersøgelsesrapporten, er fortsat bredt tilgængelig via e-handelswebsteder.

Rapporten beskyldte branden for "en uspecificeret elektrisk fejlfunktion" af batteriet.

Embedsmænd fra Panasonic og den kinesiske celleproducent reagerede ikke umiddelbart på anmodninger om kommentarer. Men en onlinesøgning efter batterimodellen, der blev nævnt som årsag til branden, viste ingen oplysninger, der tyder på, at den er blevet tilbagekaldt eller fik skylden for andre brande.

En talsmand for Universal Property &Casualty Corp. sagde, at olifanternes brand var virksomhedens første påstand, der involverede et eksploderet lithium-ion-batteri. Embedsmænd i Heritage Property &Casuality, og Citizens Property Insurance Group, sagde, at selskaberne ikke har haft nogen batterirelaterede husbrandkrav.

Jo flere enheder, jo større truslen

Fort Lauderdales assisterende brandmarskal, Stephen Gollan, sagde, at hans afdeling ikke har set en mærkbar stigning i batteri-relaterede brande.

Men Tom Fucci, Palm Beach County Fire Rescues chef med ansvar for efterforskning, sagde lithium batteri brande er dukket op som en stadig mere alvorlig bekymring i løbet af det sidste årti "fordi folk har flere enheder inde i deres hjem."

Mest mindeværdige var et par brande forårsaget af opladning af scooterbatterier for omkring et årti siden, og en nylig brand i et Boca Raton-lager forårsaget af e-cigaretbatterier, der antændte, da de blev tilsluttet deres opladere.

I mellemtiden batterier, der driver elektriske cykler, scootere og hoverboards er dukket op som en voksende trussel rundt om i verden i løbet af de sidste par år.

I januar, en 79-årig mand pådrog sig forbrændinger og blev indlagt på hospitalet, efter at batteriet, der drev hans elcykel, tændte, det rapporterede hjemmesiden Bicycling.com.

I august, en Reddit-bruger uploadede en optagelse af den spontane forbrænding og eksplosion af et batteri tilsluttet en delt e-cykel i Seattle. En repræsentant for cykeldelingstjenesten, Citron, skyldte branden på hærværk, hjemmesiden GeekWire.com rapporterede. Alligevel skete det i samme uge, at der udbrød brand i et af delecykeltjenestens varehuse, sagde webstedet.

I juni, Rockaway Times hjemmeside postede en video af en brændende Lime cykel i Rockaway Beach, New York, tilføjer, at nogen kørte på den, da den brød i brand og oplevede mindre forbrændinger.

En talsmand for brandvæsenet i Seattle fortalte stedet, at afdelingen ser stigninger i brande på grund af "den overordnede spredning af flere enheder, uanset om de er bærbare enheder eller husholdningsapparater, der bruger lithium-ion-batterier."

Med henvisning til en rapport fra den hollandske sammenslutning af forsikringsselskaber, hjemmesiden, NLTimes.nl, rapporterede, at lithium-ion-batterier forårsagede 100 brande i Holland i 2018, mod 72 året før. Ekstra eller separate batterier eller opladere forårsagede omkring 40 % af brandene, efterfulgt af elcykler med 16 %, mobiltelefoner på 14 %, og så legetøj, computere og elværktøj. To % forekom i elektriske køretøjer, mens yderligere 11 % var forårsaget af at købe andre elektriske transportprodukter, inklusive elektriske enhjulede cykler.

Tusindvis af batterier tilbagekaldt hvert år

I USA, Consumer Product Safety Commissions hjemmeside viser 54 produkter tilbagekaldt i de seneste år på grund af brandfare forårsaget af deres lithium-ion-batterier.

De inkluderer trådløse højttalere, pædagogiske lysterninger, bevægelsessystemer, opvarmede handsker og cykellygter.

Omkring 5, 000 Pedego elcykelbatterier blev tilbagekaldt i april 2015. Omkring 2, 500 batterier, der blev brugt i Limoss elektriske hvilestole og løftestole, blev tilbagekaldt i december 2015, efter at mindst én blev overophedet og forårsagede brand.

berygtet, Samsung tilbagekaldte 1,9 millioner Galaxy Note 7-smartphones i september og oktober 2016 efter at have modtaget 119 rapporter om overophedning af batterier, heraf 13 anmeldelser om forbrændinger og 47 anmeldelser om tingskade.

Bærbare computerproducenten Hewlett-Packard tilbagekaldte mere end 550, 000 bærbare computere i syv tilbagekaldelser fra maj 2009 til marts 2019, efter adskillige rapporter om overophedning af batterierne, smeltning, eller forkulning.

I 2016 Kommissionen annoncerede tilbagekaldelser af 501, 000 selvbalancerende scootere og hoverboards solgt af 10 separate virksomheder efter mindst 99 rapporter om, at deres batterier var overophedede, tændte, røget, brød i brand og/eller eksploderede. Nogle resulterede i brandskader og materiel skade. Yderligere otte mærker blev tilbagekaldt i 2017 efter dusinvis flere hændelser, inklusive en husbrand, der dræbte to unge piger i Pennsylvania.

Hoverboard-brande fik skylden for produkternes popularitet, hvilket udløste et hastværk hos kinesiske producenter for at følge med efterspørgslen. Deres billigt fremstillede batterier var mere tilbøjelige til at være defekte, fører til mere varmeproduktion, bristning af cellehylstre og derefter brand, en professor ved Carnegie Mellon University fortalte Wired.com.

Og som med elektriske cykler og scootere, normal brug af hoverboards kan forårsage mere skade - og øge sandsynligheden for fejl - sammenlignet med produkter med mindre aktiv anvendelse, Wireds rapport sagde.

Men celler er blevet tilbagekaldt fra velrenommerede producenter såvel som såkaldte producenter uden navn, sagde Karla Crosswhite-Chigbue fra Consumer Product Safety Commission. Ingen producent eller mærke er fritaget for potentielle sikkerhedsproblemer, hvis celler ikke er fremstillet i henhold til passende specifikationer, og produkterne ikke er konstrueret til at sikre korrekt opladning og afladning, hun sagde.

Hvorfor celler antændes

Lithium-ion-batterier er farlige, fordi de indeholder meget brandfarlige elektrolytter, ifølge en rapport fra Tufts University. Fejl kan være forårsaget af punktering, overpris, overophedning, kortslutning, intern cellesvigt og produktionsmangel.

Når der opstår fejl, det skaber en proces kaldet "termisk løbsk, "som er en reaktion inde i batteriet, der får den indre temperatur og trykket til at stige med en hurtigere hastighed, end der kan spredes, sagde rapporten.

"Når en battericelle går i termisk løb, det producerer nok varme til at få tilstødende battericeller til også at gå i termisk løb, " sagde rapporten. "Dette producerer en brand, der gentagne gange blusser op, da hver battericelle på sin side brister og frigiver dens indhold."

Eksperter, der undersøger Tesla-brandene, gav en lignende forklaring, siger, at disse brande var særligt svære at slukke, da varme spredte sig fra den ene til den anden af ​​tusindvis af battericeller.

Løsninger kan være lige over horisonten. I erkendelse af, at efterspørgslen efter lithium-ion-teknologi kun vil stige, efterhånden som 5G-teknologi og "tingenes internet" bliver mere udbredt, forskere arbejder på at udvikle ikke-brændbare elektrolytter.

Lovende resultater har involveret brug af selvkølende og brandhæmmende materialer samt fluorerede karbonater og ioniske væsker, ifølge en rapport fra februar 2019 fra forskere ved Carnegie Mellon University i Pittsburgh. Forskere ved Chicago College of Engineering ser på at undertrykke brande ved at blokere frigivelsen af ​​ilt forårsaget af nedbrydning af batteriernes elektrolytter.

Retningslinjer for forebyggelse af brand

Batterier bliver mere sikre og vil blive mere sikre, efterhånden som forskningen fortsætter, siger eksperter. Stadig, forbrugere med lithium-ion-drevne enheder bør følge disse sikkerhedsforanstaltninger fra Consumer Product Safety Commission og Florida State Marshal's Office og bicycling.com:

Hvis du udskifter batterier, sørg for at købe produkter anbefalet af enhedsproducenten og undgå potentielt forfalskede batterier, der ofte sælges af nogle websteder og brugte forhandlere.

  • Tillad ikke afbrudte batterier at komme i kontakt med metalgenstande, såsom mønter, nøgler eller smykker.
  • Følg altid producentens anvisninger.
  • Brug kun den opladningsledning, der fulgte med enheden.
  • Må ikke knuses, punktere eller lægge et højt tryk på batteriet, da dette kan forårsage en intern kortslutning og resultere i overophedning.
  • Brug ikke bærbare computere på tæpper, tæpper eller andre bløde overflader, der kan forstyrre varmeafledning fra undersidens ventilationsåbninger.
  • Oplad ikke en enhed under en pude, på en sofa eller på en seng.
  • Undgå at tabe enheder, der drives af lithium-ion-batterier, og lad ikke enhederne blive meget varme eller våde.
  • Opbevar batterierne ved stuetemperatur.
  • Opbevar ikke alle lithium-ion batteridrevne genstande sammen. Den vej, hvis man brænder, chancerne for, at den anden går i brand er reduceret.
  • Undgå overopladning af batterier og efterlad ikke enheder på opladere uden opsyn.
  • Oplad kun enheder på ikke-brændbare overflader.

©2019 Sun Sentinel (Fort Lauderdale, Fla.)
Distribueret af Tribune Content Agency, LLC.




Varme artikler