Lithium-ion battery safety 101

Russian one:

Безопасность Литий-ионных аккумуляторов

Мотивация:
Большинство обозреваемых на BLF фонарей используют заряжаемые Литий-ионные аккумуляторы. Их использование может быть небезопасным и требует большей осторожности, чем использование алкалиновых батареек. Но при должном использовании, возникновение неприятностей можно избежать.

Целевая аудитория:
Этот пост описывает правила техники безопасности для начинающих пользователей Литий-ионных аккумуляторов. Мы не пытаемся предоставить полную информацию о Литий-ионных аккумуляторах или описать технические причины их небезопасности. Рассматривайте этот пост как введение.

Часто возникают разногласия по поводу использования правил техники безопасности. Если вы работаете в лаборатории РОСНАНО, некоторые правила вам не подойдут, зато они уместны для новичков. Нужно отталкиваться от собственных знаний и опыта.

Литий-ионные аккумуляторы безопасны при правильном использовании.
Литий-ионные аккумуляторы небезопасны при неправильном использовании.

• Покупайте качественные аккумуляторы
-Не стоит экономить несколько центов на покупке безымянных аккумуляторов
-Дешевые аккумуляторы могут быть поддельными или использованными

http://www.theepochtimes.com/n3/1421555-chinas-sloppy-battery-industry-threatens-global-gadget-supply-chain/
-Опытные пользователи достают аккумуляторы из батарейных блоков (например, из старой батареи ноутбука)
-не пробуйте, не имея достаточно опыта

- http://budgetlightforum.com/forum/batteries/rechargeable

  • Batteries and chargers
    • Используйте качественное зарядное устройство

    o Не стоит выбирать самое дешевое зарядное устройство.

    o Плохой аккумулятор может быть безопасен в хорошем зарядном устройстве, но самый хороший аккумулятор будет опасен в плохом зарядном. (SawMaster)
    o Читайте обзоры. Покупайте зарядное устройство известного бренда с хорошими отзывами.
    o Вещи, на которые стоит обратить внимание при выборе зарядного устройства:
     Защите от превышения заряда.
     Защита от обратной полярности.
     Независимые каналы для зарядки разных типов аккумуляторов или аккумуляторов с разным уровнем заряда.
     Пользовательский интерфейс на ваш выбор. Сегментный индикатор или LCD-дисплей.
    o Зарядное напряжение в конце заряда должно составлять 4.2V +/- 0.05V, но защищенные аккумуляторы могут отключать заряд раньше.
    My charger do not charge LiIon to 4.2V, is it faulty?
    o Обзоры зарядных устройств.
    http://budgetlightforum.com/forum/batteries/chargers/reviews
    http://budgetlightforum.com/forum/batteries/chargers
    Batteries and chargers (link is external)
    • Купите и используйте мультиметр.
    o Многие предпочитают электронный мультиметр (DMM).
    o Научитесь проверять свои литий-ионные аккумуляторы.
    o Measurement on Flashlight (link is external)
    o Примечание: не все думают, что использовать мультиметр обязательно, но большинство одобряет его наличие.
    • Заряд / Разряд
    o Аккумуляторы можно заряжать при: 0*C - 45*C (32*F - 113*F)
    o Аккумуляторы можно разряжать при: 20*C 60*C (4*F 140*F)
    o http://batteryuniversity.com/learn/article/charging_at_high_and_low_temp… (link is external).
    • Не превышайте заряд ваших аккумуляторов.
    o Максимальное напряжение не должно превышать 4.2V.
    o Заряд до 4.1V поможет аккумулятору прожить больше циклов заряд-разряд.
    o Хорошее зарядное устройство поможет вам избежать превышения напряжения.
    o Напряжение в конце заряда может гулять в пределах +/- 0.05V и это норма.
    My charger do not charge LiIon to 4.2V, is it faulty?
    o Проверяйте напряжение на своем аккумуляторе через пять минут после окончания заряда.
    o BU-409: Charging Lithium-ion - Battery University (внешняя ссылка)
    • Не разряжайте свои аккумуляторы полностью.
    o Многие считают оптимальным ставить на зарядку аккумуляторы с напряжением 3.5- 3.6V
    o Когда напряжение на аккумуляторе достигает 2.7-3.0v его емкость исчерпана и его следует зарядить.
    o Разряд аккумулятора до 2.5v наносит ему ущерб.
    o Если аккумулятор разряжен до 2.0v, его следует утилизировать.
    • Не заряжайте аккумуляторы при температуре ниже нуля. (0*C / 32*F)
    • Не давайте аккумуляторам перегреваться.
    o Если вы собираетесь оставить фонарь в автомобиле в солнечный летний день, предпочтительно использовать первичные литиевые батареи
    o Высокие температуры ускоряют деградацию аккумуляторов, температура в пределах 60*C (140*F), вероятно, не несет опасности.
    Overblown Concerns Over Li-ion Batteries Stored in Cars
    http://batteryuniversity.com/learn/article/charging_at_high_and_low_temp… (внешняя ссылка).
    • Для длительного хранения (месяцы) используйте заряд 40-50% емкости. (3.77-3.87V)
    o BU-702: How to Store Batteries - Battery University (внешняя ссылка)
    • Вне фонаря аккумуляторы должны находиться в защитной коробке.
    o Они предохраняют аккумулятор от замыкания и механических повреждений.
    o
    o Никогда не носите аккумуляторы без кейса в кармане или сумке.
    o E-Cigarette Explodes in Man's Pocket || ViralHog - YouTube (link is external) <==
    • Не используйте аккумуляторы с механическими повреждениями.
    • В целом, аккумуляторы с защитой безопаснее аккумуляторов без неё.
    o Аккумуляторы с защитой имеют встроенную плату защиты, которая предохраняет аккумулятор от чрезмерного разряда или заряда.
    o Плата защиты немного увеличивает длину и диаметр аккумулятора. Аккумуляторы с защитой влезают не во все фонари. Проверьте свой.
    o Некоторые фонари имеют встроенную защиту от чрезмерного разряда. Проверьте свой.
    o Некоторые фонари потребляют больший ток, чем может пропустить платы защиты. В них нужно использовать аккумуляторы без защиты. Проверьте свой.
    • Фонари на нескольких аккумуляторах более опасны, чем фонари на одном.
    o Если вы начинающий фонаревщик, может, стоить ограничить свой выбор среди фонарей с одним аккумулятором
    • Для снижения вероятности неравномерного разряда нескольких аккумуляторов, все они должны:
    o Быть одного типа,
    o Быть одного производителя,
    o Иметь одинаковую емкость (Ah) ,
    o Быть заряженными до одного уровня.
    o Можете пометить несколько аккумуляторов, чтобы использовать их вместе.
    • Заряжайте аккумуляторы вдали от легковоспламеняемых материалов.
    o Ставьте зарядное устройство на стойку, а не на диван.
    • Никогда не оставляйте заряжаемые аккумуляторы без присмотра.
    o Проверяйте их температуру время от времени. Они могут быть теплыми, но не горячими.
    o Примечание: в разных случаях время между проверками может отличаться.
    o http://www.local10.com/news/local-10-investigates/lithium-ion-battery-bu… (внешняя сылка)
    • Испорченные аккумуляторы могут воспламеняться!

“Жестокие условия эксплуатации, такие как чрезмерный заряд, чрезмерный разряд и внутренние короткие замыкания могут привести к температурам аккумулятора, далеким от предусмотренных производителем. При критической температуре может быть вызвана цепь экзотермических реакций. Реакции приводят к дальнейшему повышению температуры, которое в свою очередь ускоряет кинетику реакции. Это катастрофическое самоускоренное ухудшение литий-ионного аккумулятора называют тепловым разгоном.2” (внешняя ссылка)
“Во время теплового разгона температура аккумулятора может достигнуть 900 °C,3 (внешняя ссылка) при этом наружу может выйти существенное количество горючего и токсичного (при вдыхании существенных концентраций) газа.4” (внешняя ссылка)
Royal Society of Chemistry Thermal-runaway experiments on consumer Li-ion batteries with metal-oxide and olivin-type cathodes - RSC Advances (RSC Publishing) DOI:10.1039/C3RA45748F (внешняя ссылка)
• При воспламенении литий-ионного аккумулятора требуется незамедлительная медицинская помощь.
o При взрыве или испускании газа литий-ионные аккумуляторы выделяют фторид водорода. Симптомы его пагубного воздействия на организм проявляются не сразу.
o ” наружу может выйти существенное количество горючего и токсичного (при вдыхании существенных концентраций) газа.4” (внешняя ссылка)
 Royal Society of Chemistry Thermal-runaway experiments on consumer Li-ion batteries with metal-oxide and olivin-type cathodes - RSC Advances (RSC Publishing) DOI:10.1039/C3RA45748F (внешняя ссылка)
o Срочно вызывайте скорую медицинскую помощь. Не ждите проявления симптомов.
o http://www.candlepowerforums.com/vb/showthread.php?141137-Inhaled-vapors… (внешняя ссылка)!!!
• Существуют разные варианты использования магнитов для получения аккумуляторов с выступающим контактом из аккумуляторов с плоским контактом.
• Не мочите аккумуляторы.
• Не сжигайте аккумуляторы.
• Утилизируйте аккумуляторы правильно.
o Canada - http://call2recycle.ca/ (внешняя ссылка)
o United Kingdom - http://www.batteryback.org./ (внешняя ссылка)
o United States - http://call2recycle.org/ (внешняя ссылка)
• Храните аккумуляторы вне досягаемости детей и домашних животных.
o Если они проглотят аккумуляторы, они застрянут в горле или пищеводе. Слюна замкнет контакты, электрический ток вызовет химическую реакцию, которая может сильно сжечь пищевод всего за два часа.
o Это серьезная проблема для детей и животных.
o В первую очередь относится к аккумуляторам с выступающим плюсовым контактом, но может произойти с любыми аккумуляторыми.
o Lithium “Button” Batteries | Children's Hospital of Philadelphia (внешняя ссылка)
o http://www.emedicinehealth.com/battery_ingestion/article_em.htm (внешняя ссылка)