Все в порядке, но.
Этот текст мало кто будет читать и мы можем написать здесь все, что угодно, например.
Вы живете в неведении. Роботы уже вторглись в нашу жизнь и быстро захватывают мир, но мы встали на светлый путь и боремся за выживание человечества. А если серьезно, то.
В целях обеспечения безопасности сайта от кибератак нам необходимо убедиться, что вы человек. Если данная страница выводится вам часто, есть вероятность, что ваш компьютер заражен или вы используете для доступа IP адрес зараженных компьютеров.
Если это ваш частный компьютер и вы пытаетесь зайти на сайт, например, из дома — мы рекомендуем вам проверить ваш компьютер на наличие вирусов.
Если вы пытаетесь зайти на сайт, например, с работы или открытых сетей — вам необходимо обратиться с системному администратору и сообщить, что о возможном заражении компьютеров в вашей сети.
Безопасность. Причины взрыва аккумуляторов
Аккумулятор — неотъемлемая часть каждого автомобиля и мотоцикла. Однако несмотря на столь масштабное и повседневное использование нужно помнить о соблюдении мер безопасности. При нарушении правил эксплуатации аккумуляторные батареи даже могут взорваться.
Почему важно соблюдать предосторожность
Самый распространенный вид автомобильных АКБ — свинцово-кислотный. Конструкция их корпусов такова, что внутри располагаются отсеки, заполненные электролитом, то есть серной кислотой, смешанной с дистиллированной водой. Как вы знаете, серная кислота относится к веществам повышенной опасности. В ходе зарядки аккумуляторов, как и при их работе, в них постоянно происходят химические процессы.
Блокировка отверстий
Вода, которая входит в состав электролитной смеси, распадается на два элемента — водород и кислород. Они, в свою очередь, по вентиляционным отверстиям в корпусе батареи попадают в окружающую среду. Однако, если они забиты, то элементы вступают в реакцию друг с другом, что неизбежно ведет к взрыву внутри батареи.
Опасная искра
Даже если вы уверены, что газы беспрепятственно выходят наружу, все еще необходимо соблюдать осторожность. Даже при случайном возникновении искры и тем более наличии открытого пламени (к примеру, от сигареты и пр.), водород загорится, а следом последует взрыв, масштабы и последствия которого прямо пропорциональны объему накопившегося газа.
Искра может проскочить, даже если плохо закреплены клеммы, и контакт с выводами батареи окажется недостаточным. Кроме ненадежного соединения, на появление искры влияет окисление клемм и загрязнение, вследствие чего нарушается контакт и начинается искрение.
Во избежание взрыва батареи также нельзя отсоединять провода при включенных потребителях энергии (чтобы не допустить искрения).
Нарушения в работе генератора
Самой частой причиной, ведущей к взрыву АКБ, является неисправность генератора. Если уровень напряжения будет постоянно меняться или сильно превышать максимально допустимые значения в районе 14 вольт, то электролит закипит. Процесс образования газов пойдет интенсивнее, а за этим последует и взрыв.
Пониженный уровень электролита
В случае неисправности генератора и постоянного завышения напряжения (что говорит о сбоях в работе регулятора напряжения) последствия могут оказаться и не сиюминутными, а иметь накопительный характер.
Когда неполадки своевременно не замечены и не устранены, процесс преобразования воды идет намного интенсивнее. Если вы не будете регулярно следить за уровнем электролита или доливать при необходимости дистиллированную воду, произойдет ускорение процесса газообразования. Получается, что одновременно резко снижается уровень электролита, но освободившееся пространство буквально забивается до отказа газами. За определенное время (в зависимости от интенсивности эксплуатации) уровень электролита может опуститься значительно ниже полюсных мостиков и даже верхних кромок электродов.
Важно помнить, что при снижении уровня электролита риск взрыва батареи действительно велик. Свинцовые пластины должны быть полностью закрыты электролитом. Обратите внимание, что на большинстве аккумуляторов имеются особые метки, по которым можно определить уровень электролита.
Чехол / Утепление аккумулятора
Одной из причин, приводящих к скоплению опасного газа, является чехол для АКБ (используемый, например, с целью предохранить ее от загрязнения) или ее утепление. Такая, на первый взгляд, полезная вещь вполне может привести к взрыву. Когда чехол наглухо закрывает газоотводящие отверстия, газ начинает скапливаться, что, как мы уже выяснили, очень опасно.
Как вы видите, причины взрывов аккумуляторов заключаются либо в сбоях в работе электрооборудования, либо в нарушении условий эксплуатации, техники безопасности и процедуры обслуживания самих аккумуляторов.
Kак взрываются литий-ионные аккумуляторы
Последнее время тема самовозгорания литий-ионных аккумуляторов часто мелькает в заголовках новостей: то смартфон загорится, то ховерборд, а то и автомобиль. Так что же происходит внутри аккумулятора во время термического разгона и почему возникает самовозгорание?
Литий-ионные аккумуляторы состоят из анода и катода, разделённых пористым полимерным сепаратором. Активным материалом катода чаще всего являются оксиды переходных металлов со встроенными в кристалл ионами лития. В аноде обычно используется графит. Электролит, которым залита электрохимическая ячейка, представляет собой органический раствор солей лития. При первой зарядке, производимой фирмой-изготовителем, при встраивании лития в анод на электродах (особенно на аноде) образуется защитный ион-проводящий слой (SEI), состоящий из разложившегося электролита. Этот слой защищает электроды от паразитических реакций с электролитом.
Чаще всего причиной самовозгорания аккумуляторов является короткое замыкание внутри электрохимической ячейки. Электрический контакт между анодом и катодом может возникнуть по многим причинам. Это может быть, например, механическое повреждение ячейки. Ещё внутреннее короткое замыкание возникает из-за нарушения технологии производства при неровной нарезке электродов или попадании металлических частиц между анодом и катодом, что ведёт ко повреждению пористого сепаратора. Также причиной внутреннего короткого замыкания может быть «прорастание» цепочек металлического лития (дендритов) через сепаратор. Такой эффект возникает, если ионы лития не успевают встроиться в кристалл анода при слишком быстрой зарядке или низкой температуре, а также если ёмкость активного материала катода превышает ёмкость анода, в результате чего на поверхности анода появляются микроскопические отложения, которые постепенно растут.
Итак, после того, как произошло короткое замыкание, аккумулятор начинает нагреваться. Когда температура достигает 70-90 °C, ион-проводящий защитный слой на аноде начинает разлагаться. А дальше литий, встроенный в анод, вступает в реакцию с электролитом, выделяя летучие углеводороды: этан, метан, этилен и т.д. Но, несмотря на наличие такой взрывоопасной смеси, возгорания не происходит, так как в системе пока нет кислорода.
Так как реакции с электролитом экзотермические, температура и давление внутри аккумулятора продолжают повышаться. Когда температура достигает 180-200 °C, материал катода, обычно представляющий из себя оксид переходных металлов со встроенным в кристалл литием, вступает в реакцию диспропорционирования и выделяет кислород. Вот тут-то и происходит самовозгорание и ещё более резкий скачок температуры. Параллельно идёт термическое разложение электролита (200-300 °C), также выделяющее тепло. Выглядит это так:
И, в конце концов, в реакцию с электролитом (если он ещё остался) вступает графит, а когда температура достигает 660 °C, плавится алюминиевый токоприёмник. Выше 900°C температура обычно не поднимается, так как разлагаться уже нечему.
Помимо внутреннего короткого замыкания существуют и другие причины самовозгорания: перегрев аккумулятора, неправильная зарядка/разрядка (превышение максимально допустимого напряжения, зарядка на высоких токах, слишком глубокая разрядка), и т.д. Но все эти причины приводят к одному результату: термическому разгону и разложению электролита при взаимодействии с электродами. Различаются только порядки вышеописанных реакций и их скорость.
Естественно, производители аккумуляторов предусмотрели системы защиты от самовозгорания, и чем больше и мощнее аккумулятор, тем больше степеней защиты он содержит. Одним из видов защиты от небольшого короткого замыкания является пористый сепаратор, который при локальном повышении температуры становится непроницаемым и препятствует, к примеру, дальнейшему росту дендритов внутри аккумулятора. Но иногда температура повышается слишком быстро, и сепаратор просто плавится, в результате чего анод соприкасается с катодом.
Также аккумуляторы оборудованы предохранителями и клапанами, которые при повышении давления и температуры внутри либо отключают электроды от цепи, либо способствуют выходу наружу скопившегося газа. В последнем случае, так как газы легковоспламеняющиеся, при контакте с кислородом снаружи возникает пламя. Пример действия защитных клапанов можно было наблюдать при аварии с участием автомобиля Тесла Model S, где аккумулятор был пробит крупным металлическим предметом. Так как в Тесле клапаны аккумуляторов были направлены вниз на асфальт и отдельные блоки были хорошо изолированы друг от друга, сгорела лишь передняя часть аккумулятора (как сказал Элон Маск, если бы тот же металлический предмет пробил бак с бензином, машины бы сгорела целиком).
Кстати, термическая изоляция отдельных блоков в крупном аккумуляторе очень важна. Если в вышеупомянутом примере аккумулятор Теслы не загорелся полностью из-за хорошей термоизоляции, то в случае аккумулятора на борту Боинга 787 самовозгорание произошло из-за того, что блоки были недостаточно изолированы друг от друга, что привело к перегреву всей системы.
Также литий-ионные аккумуляторы оснащены контроллерами, сенсорами, балансирами заряда, и т.д. Подробнее про системы безопасности аккумуляторов можно почитать тут.
Как видно из этого поста, самый опасный компонент аккумулятора- электролит, который разлагается на легковоспламеняющиеся компоненты при повышении температуры. На сегодняшний день учёные пытаются найти более стабильные альтернативы: ионные жидкости, полимерные электролиты, твёрдотельные керамические электролиты и т.д. Но это-отдельная тема…
Почему аккумулятор может взорваться, и как этого избежать
Возможные причины взрыва аккумуляторной батареи автомобиля, вероятные последствия, профилактические меры. Видео о взрыве аккумулятора.
Автомобильная аккумуляторная батарея – источник питания, без которого невозможны запуск двигателя и обеспечение работы электрической системы автомобиля. Аккумуляторы в современных автомобилях в большинстве своем устанавливаются необслуживаемые, то есть закрытые, в которые не нужно доливать электролит. Следовательно, они менее подвержены разрушительным последствиям при неправильном обслуживании в процессе эксплуатации.
Чего не скажешь об обслуживаемых аккумуляторах, которые требуют постоянного контроля за уровнем электролита. Емкости для размещения жидкости у них открыты – и, как следствие, эти батареи обладают способностью чаще выходить из строя, а в самых критических ситуациях – взрываться.
Взрыв аккумуляторной батареи – вещь неприятная. Если разрушение произошло при зарядке, то опасности подвергаются люди, оказавшиеся в непосредственной близости от аккумулятора. А также может пострадать ваше имущество в результате возгорания или разбрызгивания кислоты.
Если взрыв случился во время работы автомобиля, то само транспортное средство может быть разрушено, иногда очень сильно. К эксплуатации и восполнению истощенной энергии батареи необходимо подходить с предельной осторожностью и внимательно следить за состоянием АКБ и процессом ее полной подзарядки.
Почему аккумулятор способен взорваться
Новая АКБ может служить долго, не требуя к себе повышенного внимания. Это относится к необслуживаемым АКБ: гелевые GEL или AGM, где электролит находится в стекловолокне, EFB с утолщенными свинцовыми пластинами, кальциево-свинцовые. Они подзаряжаются от генератора автомобиля, а если возникает необходимость снять батарею и зарядить дома, то это можно сделать вполне безопасно. Свинцово-кислотная батарея, которая уже послужила достаточное время, нуждается во внимании. Именно обсуживаемые АКБ с солидным сроком эксплуатации взрываются чаще всего.
Даже новую и качественную батарею можно довести до полной некондиции, если ее несвоевременно обслуживать, допускать полный разряд, не обращать внимания на сильное перегревание ее полимерного корпуса. Или при зарядке батареи допустить ее перезаряд с кипением электролита. Если повезет, такие батареи просто тихо умрут, но иногда происходит ЧП, и они взрываются. Самыми распространенными предпосылками разрушения батареи являются:
- слишком долгая зарядка аккумулятора;
- очень низкий уровень электролита;
- закупоривание батареи чехлами;
- возникновение искры на клеммах;
- неисправность автомобильного генератора;
- загрязнение вентиляционных отверстий.
Давайте разберем причины взрывов более подробно.
Вероятные причины взрыва АКБ
Слишком долгая зарядка аккумулятора
Почему, если оставить батарею заряжаться на длительное время, забыв про нее, появляется опасность взрыва? Потому что внутри происходит химическая реакция, при которой электролит разлагается на водород и кислород. Свинцовые пластины окисляются и начинают разрушаться. Когда при зарядке АКБ восстанавливает свой заряд, что означает, что расходуется сульфат на пластинах, то начинает кипеть и разлагаться вода. Как кислород, так и водород относятся к самым взрывоопасным газам. Они скапливаются внутри батареи под крышками банок.
Когда батарея стоит на зарядке длительное время, полностью зарядившись и с закипевшим электролитом, то, если срочно не отключить зарядное устройство, появившийся газ в значительном количестве скопится под крышкой. Любое попадание тепловой энергии может спровоцировать взрыв аккумулятора. Поэтому опытные автолюбители знают, что перезаряд батареи может привести к чрезвычайной ситуации.
Очень низкий уровень электролита
Батарея – небольшая коробка, под крышкой которой за одну минуту могут происходить десятки химических реакций. Самая потенциально опасная из которых – это выделение чистого водорода. Лишь самая малая искра может привести к непредсказуемым и разрушительным последствиям. Эта вероятность тем выше, чем ниже оказывается уровень электролита в АКБ.
Дистиллят выкипает со временем, и если нерадивый водитель не побеспокоится о том, чтобы вовремя долить воды, то не за горами и ЧП. Если воды останется на самом дне, то пластины оголятся, а при самом незначительном препятствии по ходу автомобиля они могут соприкоснуться, отчего проскочит искра. Прямо во время движения может произойти «разрыв гранаты» под капотом.
Закрытие батареи чехлами для утепления
Водители стремятся в зимнее время укрыть аккумулятор, чтобы поддержать уровень тепла. Но при этом они закрывают отверстия для выхода скопившегося под крышкой батареи взрывоопасного газа. В итоге повышается вероятность того, что аккумулятор в какой-то момент взорвется.
Возникновение искры на клеммах
При недостаточно плотном контакте клемм с бортовой сетью может образоваться искра. Клеммы могут быть закреплены плохо, они могут загрязниться или окислиться, что может вызвать искру. Спровоцировать взрыв может также самая маленькая искра от какого-либо электроприбора в автомобиле. Даже статический разряд может послужить причиной воспламенения, если машина не имеет приспособления для снятия статического напряжения. Искра способна возникнуть в самом аккумуляторе при снижении уровня электролита.
Неисправность автомобильного генератора
Если есть неисправность в генераторе, и регулятор напряжения дает сбои, то увеличивается поступающее от него зарядное напряжение. Процессы образования взрывчатых газов становятся все более интенсивными, что значительно повышает вероятность взрыва аккумуляторной батареи. Если подаваемое от генератора напряжение превышает 14,2 В, что может случаться при неисправности, то произойдет перезаряд аккумулятора. Как следствие – водород и кислород в больших объемах скапливаются под крышкой и могут привести к воспламенению и взрыву. Вентиляционные отверстия отводят излишки наружу, но иногда этого может быть недостаточно.
Загрязнение вентиляционных отверстий
За батареей необходимо ухаживать, очищать ее от грязи. Если водитель должным образом не будет следить за чистотой корпуса, то вентиляционные отверстия со временем забиваются грязью и закупориваются, не давая выхода образующимся внутри газам.
Помимо прочего, некоторые водители могут не снять с корпуса аккумулятора заглушки, закрывающие выходы. Это пара маленьких пластмассовых колпачков, не снятых по незнанию или по забывчивости еще до начала эксплуатации АКБ, могут впоследствии послужить причиной такой крупной неприятности, как взрыв батареи. Газ скопится и, не находя выхода, будет давить на стенки пластикового корпуса, что в конце концов приведет к разрыву стенок и всему последующему негативу.
Последствия взрыва автомобильной батареи
Аккумуляторная батарея взрывается с большой мощностью, но при этом не возникает ударная волна. Поэтому разрушительная сила не настолько велика, чтобы нанести слишком большой урон. Разлетается кипящий электролит, представляющий собой кислоту, а также части свинцовых пластин с кислотой.
Если взрыв произошел при закрытом капоте, двигатель и все электрическое оборудование будут выведены из строя кислотой. Иногда автомобиль бывает настолько поврежден, что восстановить его не представляется возможным. Если рядом люди, то им могут быть нанесены травмы и химические ожоги, при этом чаще всего страдают лицо и глаза.
По своей мощности взрыв батареи сопоставим с выстрелом из крупнокалиберного стрелкового оружия. Чтобы не допустить этого, нужно стараться обеспечивать аккумулятору должный уход и своевременное обслуживание.
Как предотвратить разрушение АКБ
Профилактика всегда эффективнее, чем устранение последствий. Поэтому, чтобы не допустить такого неприятного события, как взрыв АКБ, нужно регулярно проводить осмотр аккумулятора на предмет загрязнений. Протирайте корпус и контакты, устраняя грязь, пятна вытекшего электролита и следы окисления.
Выводящие излишки газа отверстия держите в чистоте и не закрывайте ни крышками, ни чехлами. Если вы живете в северных районах и утепления не избежать, то используйте чехол с прорезями и тоже содержите его в чистоте.
Не оставляйте разряженную батарею на холоде, так как ее пластины будут быстрее разрушаться, а вода внутри банок будет замерзать, что сокращает жизнь аккумулятора.
Во время зарядки не допускайте кипения электролита. Для этого необходимо контролировать напряжение заряда, которое не должно быть больше 14,1 В.
Клеммы не должны окисляться, во избежание этого смазывайте их периодически такими составами, как литол или солидол. Окислившиеся клеммы перед смазкой тщательно зачистите.
Электрическая проводка автомобиля должна быть в полном порядке. Следите за ее работоспособностью и неисправные элементы сразу заменяйте новыми. Контакты плотно закрепляйте на клеммах батареи.
Нельзя допускать перезарядки АКБ. Поэтому внимательно следите за процессом зарядки или приобретите автоматическое зарядное устройство, которое само отключит батарею, когда она полностью будет заряжена.
Проверяйте уровень электролита и доливайте воду, когда в этом будет необходимость. При этом недопустимо проверять, сколько осталось воды в банках, освещая себе обзор зажигалкой или горящей спичкой.
Во время зарядки не допускайте размещения АКБ возле открытого огня. Рядом нельзя курить или зажигать спички. Проводите зарядку в вентилируемых помещениях и подальше от людей.
Отслужившую свой срок аккумуляторную батарею заменяйте новой, не испытывая судьбу. Все эти несложные превентивные меры помогут избежать такого неприятного события, как взрыв батареи на вашем автомобиле.