De dynamische wereld van batterijen

Is niet altijd een Chinees trauma

Op YouTube staan heel veel filmpjes over ontploffende lithium batterijen. Daar zie je wat de gevolgen kunnen zijn als je batterijen ‘mishandelt’ omdat je niet weet wat je wel of niet kan doen. Weet je dat wel en ga je op de juiste manier om met deze batterijen, dan kun je er veel profijt van hebben. Veel energie, een lange levensduur en lage zelfontlading zijn maar een paar voordelen om te noemen. Omdat in de gadget voor de E&A-beurs een lithium polymeer batterij verwerkt is, laten we deze keer de leverancier van de batterijen aan het woord over een klein stukje van de dynamische wereld achter deze batterijen.

Voor de E&A gadget (en ook voor voorgaande gadgets) sponsorde Elincom de oplaadbare lithium polymeer batterij. Het type voor de gadget is één van de vele soorten die te vinden is in hun leveringsprogramma. Dit omvat merken zoals EVE (de wereldmarktleider qua volume met > 4.000.000 stuks niet-oplaadbare lithium batterijen per dag en daarnaast ook oplaadbare lithium cellen met verschillende chemische samenstellingen), het Duitse BE-Power die pakketten maakt met cellen van derden en het Nederlandse merk Cleantron die Lithium Ion packs maakt die als drop-in replacement voor lood accu’s of voor nieuwe producten ingezet kunnen worden.
Voor alle batterijen die Elincom levert, geldt dat het gaat om standaard packs waarvoor de keuringen zijn uitgevoerd voor UN38.3 (luchtvracht) en IEC62133 (veiligheid Lithium batterijen in draagbare toepassingen).

Kettingreactie
Thermal runaway is de naam voor het effect dat in de YouTube-filmpjes leidt tot cellen die ontploffen of ontbranden. De oorzaak ligt bij het feit dat de chemische reactie die de elektrische stroom oplevert, sneller gaat bij hogere temperaturen. Hoe sneller deze reactie hoe lager de inwendige weerstand wat bij kortsluiting weer leidt tot een hogere stroom. Hierdoor neemt de temperatuur verder toe en dus ook de stroom en zo verder. Uiteindelijk wordt de cel zo warm dat er gassen ontstaan die heet en brandbaar zijn en die uit de batterij ontsnappen, vlam vatten, de temperatuur nog verder laat oplopen met uiteindelijk een explosie tot gevolg.
Bij de filmpjes worden de cellen meestal moedwillig beschadigd, maar er zijn ook voorbeelden bekend dat de batterijen uit zichzelf ontbranden. Dat de batterijen dit doen, kan veroorzaakt worden door dendrieten. Dit zijn scherpe kristalstructuren die ontstaan op de separatorlaag tussen de anode en kathode. Deze dendrieten kunnen uiteindelijk door de separatorlaag heen zagen en een interne kortsluiting veroorzaken. Daar helpt geen Battery Management System (BMS) tegen.
Alle gevaren moeten echter wel genuanceerd worden. Elke smartphone, laptop, elektrische fiets of auto draait op lithium-ion batterijen en heeft de nodige veiligheidstesten doorstaan zonder dat gebleken is dat batterijen onstabiel zijn. Bedenk ook dat we niet elke dag over ongelukken lezen.
Belangrijk is wel dat je weet hoe om te gaan met lithiumbatterijen. Voor het ontwikkelen van elektronica die gebruik maakt van lithiumbatterijen, zowel oplaadbaar als primaire batterijen is kennis van zaken zeer belangrijk. Bedenk dat je die kennis niet vindt bij Alibabba en dat het gebruik zonder te weten waar je mee bezig bent, snel kan uitgroeien tot een Chinees trauma zoals in de YouTube-filmpjes.

>>Lees hier het complete artikel

Voor een fraai overzicht over het gebruik van lithiumbatterijen klik hier .

Beurs Electronics & Applications 2017, stand 7B033