Lý do khiến pin lithium-ion dễ gây cháy nổ

Pin lithium-ion bắt đầu được ứng dụng vào những năm đầu thập niên 90 của thế kỷ trước khi chúng lần đầu được trang bị trên những chiếc máy quay video cầm tay. Kể từ đó cho đến nay, pin lithium-ion được đưa vào hàng loạt sản phẩm khác nhau, từ hệ thống điện cho máy bay phản lực, ôtô, cho đến điện thoại thông minh. Tuy nhiên, chúng cũng là nguyên nhân dẫn đến những vụ cháy nổ gây ra các đợt thu hồi sản phẩm lớn từ nhiều công ty công nghệ khác nhau.

Sở dĩ pin lithium hấp dẫn đối với các nhà sản xuất thiết bị vì chúng có khả năng lưu trữ nhiều năng lượng trong một không gian nhỏ gọn. Theo nhà vật lý Jason Croy thuộc bộ phận lưu trữ năng lượng điện hóa tại Argonne National Labs: “Nếu không có pin li-ion, chúng ta giờ đây có thể sẽ không có điện thoại thông minh, máy tính bảng, laptop, ôtô điện…”.

Ông Jason Croy cũng chia sẻ rằng, về bản chất khoa học, pin lithium-ion không nguy hiểm hơn so với các dòng pin khác, tuy nhiên, chúng lại chứa nhiều năng lượng hơn, và chính việc lưu trữ được nhiều điện năng như vậy nên chúng lại tiềm tàng nguy hiểm về cháy nổ hơn. Đồng thời, người tiêu dùng liên tục đòi hỏi thiết bị của họ có thời lượng pin cao hơn, điều đó có nghĩa pin đang ngày càng bị yêu cầu lưu trữ được nhiều năng lượng hơn. Phần lớn pin li-ion trang bị trên các sản phẩm điện tử bán ra thị trường đều đã được tính toán sử dụng một cách an toàn. Nhưng nếu thiết kế cấu tạo thoát nhiệt kém, pin lỗi hoặc bị làm giả có thể dẫn đến hiện tượng cháy nổ, hay chỉ đơn giản trở nên quá nóng.

Nguyên lý hoạt động của pin Li-ion bằng việc di chuyển các hạt lithium giữa các điện cực âm và điện cực dương dùng để sạc và xả pin. Để bảo đảm các phân tử lithium-ion di chuyển dễ dãng giữa hai điện cực, các hợp chất dễ cháy và dễ bay hơi đã được nén vào bên trong viên pin.

Sự chuyển động giữa các phân tử gây ra hiện tượng nhiệt khi pin được sạc và xả. Nếu viên pin bị lắp đặt trong sản phẩm thiết kế tồi hoặc tính toán các thành phần pin chưa chuẩn trong qua trình cài đặt, điều đó sẽ dẫn đến hiện tượng nhiệt độ pin tăng cao và nhiều khả năng gây ra cháy nổ.

Vào tháng 6 vừa qua, hãng HP đã ban hành lệnh thu hồi đối với một số dòng máy tính xách tay HP và Compaq sau khi hãng phát hiện pin trang bị trên các thiết bị này xuất hiện hiện tượng quá nóng vượt qua mức cho phép.

Trước đó vào năm 2013, dòng 787 Dreamliner của Boeing phải ngừng hoạt động sau khi một chiếc máy bay bị bốc cháy ở Boston (Mỹ). Nguyên nhân là do một trong tám viên pin lithium-ion bị đoản mạch, dẫn đến sự cố pin tăng nhiệt không thể kiểm soát nổi và truyền nhiệt cho viên pin nằm cạnh đó.

Vấn đề cháy nổ liên quan đến pin lithium-ion cũng xảy ra ít nhất hai lần đối với hãng ôtô điện Tesla do tác động từ sỏi đá dưới đường bắn vào gầm xe gây hư hỏng pin và dẫn đến cháy nổ. Để khắc phục vấn đề, Tesla đã bổ sung thêm ba tấm chắn gầm cho mẫu xe Model S để bảo vệ buồng chứa pin tốt hơn tránh các tác động xấu từ bên ngoài.