Blíží se léto a horko bude nejen lidem, ale také bateriím. Zejména přístroje napájené lithium-iontovými akumulátory je potřeba pečlivě chránit před přehřátím. V extrémních případech dochází k vzplanutí či dokonce výbuchu. Jak se v létě o mobily či notebooky starat, aby je horko nezničilo? Proč jsou „lionky“ k vznícení náchylné?
Mobilní přístroje dnes v drtivé většině napájejí lithium-ionové akumulátory, které jsou citlivé na teplotu. Optimální provozní teplota se pohybuje mezi 15 až 20°C, což lze v létě dodržet jen stěží. Neznamená to, že byste v horku s notebookem či smartphonem neměli vůbec pracovat. Rozhodně je však nenechávejte na přímém slunci. Extrémní hranice, ke které by se akumulátory v mobilních přístrojích nikdy neměly přiblížit, je 60°C.
V tuzemských podmínkách tato teplota v podstatě nehrozí, ovšem stačí telefon nechat ve tmavém autě na přímém slunci a problém je na světě. Přitom nemusí skončit u zničeného mobilu, baterie snadno zapálí celý vůz.
Ale nemusíme jít do extrémů. „Nejde jen o exploze. Je třeba si uvědomit, že vysoké teploty znamenají prudký pokles kapacity či zkrácení životnosti akumulátoru,“ doplňuje Radim Tlapák, majitel internetového obchodu BatteryShop.cz. Také nesmíme zapomínat na to, že se notebooky či smartphony zahřívají nejen vlivem okolní teploty, ale i svým vlastním provozem, nebo během nabíjení. A tak při práci s notebookem venku na lehátku je dobré využít chladicí podložku, která poskytne dodatečné větrání kolem akumulátoru. Telefony nabíjejte v chladnější místnosti, ve stínu a ideálně mimo dosah vznětlivých materiálů.
Proč „lionky“ vybuchují
Proč jsou vlastně lithium-ionové akumulátory k vznícení a výbuchům náchylné? Nahrává tomu jejich konstrukce. Uvnitř každého Li-Ion akumulátoru je několik základních součástí – katoda, anoda a elektrolyt. Katoda a anoda ovšem vždy musejí být fyzicky odděleny, k čemuž obvykle slouží velmi tenký list plastu s mikroskopickými perforacemi – takzvaný separátor. Když lithium-ionový akumulátor nabíjíte, unikají z katody ionty lithia, které se přes perforace v separátoru a elektrolyt dostávají k anodě. Při vybíjení ionty putují zpět. Celá tato reakce je právě tím, co našim mobilním zařízením dodává energii.
Li-Ion akumulátory vynikají vysokou hustotou energie, ta je u nich zhruba dvakrát vyšší než u zbrusu nové alkalické baterie. Lithium je velmi dobrou energetickou zásobárnou, je ale potřeba, aby ji uvolňovalo postupně. Tomu napomáhá perforovaný separátor, který kromě oddělování katody a anody usměrňuje tok iontů. Trend je však takový, že se separátory neustále ztenčují.
Když se pak přidá výrobní vada, vzniknou trhliny, katoda a anoda se dostanou k sobě, ionty začnou nekontrolovatelně proudit a dochází k jevu označovanému jako „thermal runaway“ neboli teplotní explozi. Chemikálie v akumulátoru se začnou přehřívat a teplota uvnitř baterie může přesáhnout 500°C. V tu chvíli se obvykle vznítí hořlavý elektrolyt. Oheň naruší pouzdro baterie, dojde ke kontaktu s okolním kyslíkem a nastane exploze. Podobný scénář pak může nastat i vystavením baterie vysokým vnějším teplotám, které způsobí vnitřní zkrat. Ten vyvolá právě „thermal runaway“.
Ve výhledu je pevný elektrolyt
Vědci usilovně pracují na nových typech baterií, které by přinesly lepší vlastnosti, ale zároveň omezily riziko. Mnohé poznatky jsou slibné, ovšem převedení nápadů do praxe zatím pokulhává, a tak se na velkou revoluci v oblasti baterií dosud čeká.
Kromě toho však existují i pokusy zdokonalit lithium-iontové akumulátory, aby se jejich náchylnost k vznícení a explozi snížila. V této oblasti se již určitou dobu těší zájmu odborníků projekt vědců z americké Purdue University, kteří přišli s pevným elektrolytem využívajícím keramických nanočástic zakomponovaných do polymerové matice. Ten má potenciál jednak nahradit hořlavý tekutý elektrolyt, navíc by podle svých tvůrců umožnil použít v akumulátorech lithiovou anodu, díky níž by se hustota energie u Li-Ion baterií mohla až zpětinásobit.
Než se ale nové technologie dostanou na trh, je třeba naučit se chránit stávající akumulátory a nevystavovat je přehřátí. Zjistíte-li však kdykoliv během používání nebo nabíjení, že se zařízení nebezpečně zahřálo, nesnažte se ho nárazově ochladit, ale dopřejte mu zchlazení pozvolné a přirozené.
Pokud se přehřátý přístroj nevypnul sám tepelnou pojistkou, vypněte jej ručně a poté jej přeneste do chladnějšího prostředí, ideálně s proudícím vzduchem.