Miksi puhelimen akku saattaa räjähtää: Katso tarkemmin

Äskettäin raportoi tapauksesta 9-5Mac jossa pyöräilijä sai kolmannen asteen palovammoja jalkaansa iPhone 6:n syttyessä tuleen. The uutiset spontaanisti syttyvistä puhelimen akuista ei ole mitään uutta, sillä sitä on käsitelty aiemmin laajasti ja joitain kauheita valokuvia palaneista uhreista. Ilma ei kuitenkaan ole kirkas, ja yritämme selittää todellisen tieteellisen ilmiön, joka johtaa räjähdyksiin, miinus kaikki kuvat, jotka saattavat saada sinut pahoin.

Älypuhelinten ydinakkutekniikka ei ole nähnyt uraauurtavaa kehitystä viimeisen kahden vuosikymmenen aikana, mutta kaikki sen ympärillä on edistynyt harppauksin. Akun hallinnasta latausmenetelmistä kaapeleiden tasoittamiseen sisäänrakennetut IC: t, syötämme virtaa akkuihimme nykypäivän edistyksellisimmällä tavalla.

Joten se herättää kysymyksen, miksi emme voi estää näitä pirun akkuja nielaisemmasta itseään ja mitään lähellä olevaa savua ja liekkejä? No, jotta voimme vastata tähän kysymykseen, meidän täytyy sukeltaa lukion tieteeseen, ei kaulaan, vaan vyötärölle asti.

Litiumioniakut ovat "tiukkoja"

Li-ion-akun rakenteella on erittäin tärkeä rooli sen ymmärtämisessä, miksi litiumioniakuissa on niin monia varoituksia. Kuten alla olevasta kuvasta Anodi ja katodi näkyy, akun kaksi peruskomponenttia ovat arkkien muodossa. Näiden kahden välissä on huokoinen erotinlevy oikosulun estämiseksi. Tämä koko yhdistelmä Anodi-erotin-katodi on pinottu useita kertoja keskimääräisen älypuhelimesi akun muutaman millimetrin paksuuteen.

 Tällainen tiukka pakkaus mahdollistaa useiden tuhansien mAh: n kapasiteetin vain muutaman millimetrin paksuudella, mutta se on myös väistämätön resepti katastrofiin, kuten pian näemme.

The Bane: Thermal Runaway

Missä tahansa akussa, jos anodi ja katodi joutuvat suoraan kosketukseen toistensa kanssa, tapahtuu oikosulku. Tämä on huono akulle, koska se lisää akun sisälämpötila. Ja Li-ion-akkujen tapauksessa tilanne on pahempi, koska tämä käynnistää itsepurkautumisjakson, mikä lisää lämpötilaa entisestään. Tätä kutsutaan "Thermal Runawayksi". Ja tämä toimii räjähdysten edeltäjänä.

Tässä litiumioniakkujen tiiviisti pakattu rakenne on oma vihollisensa, koska anodi-katodi pitää erillään vain erittäin ohuella erottimella. Myös Li-ion-akkujen korkea energiatiheys toimii polttoaineena tuleen, kun Thermal Runaway käynnistyy.

Tärkeimmät syyt, miksi se saattaa räjähtää

Nämä syntyneet kaasut aiheuttavat paineen muodostumista akun sisällä, mikä lopulta johtaa räjähdykseen.

Oikosulku akussa ei tapahdu itsestään. Useat tekijät vaihtelevat valmistusprosessista ulkoisiin tekijöihin, kuten lataus ja työympäristö, ovat vastuussa, joita kuvataan alla.

Valmistusvirheet

Ensimmäinen syy luettelossa, joka saa akun menemään nousuun, on heikko valmistuslaadussa ja prosessissa. Tämä on myös hallitseva syy, joka toistaa tosiasian, että halvemmat akut ja puhelimet ovat alttiimpia sille. Vaikka Li-ion-kennon valmistus ei ole rakettitiedettä, jonkin verran laadunvalvontaa on silti ylläpidettävä, koska materiaalit ovat vaarallisia ja epävakaita (litium).

Halvemmissa akuissa käytetään yleensä huonolaatuista Erotinta, joka hajoaa nopeasti aiheuttaen oikosulun. Tällaisia ​​akkuja ei myöskään koota puhtaissa ympäristöissä, mikä aiheuttaa hiukkasten kerääntymistä napojen ympärille, mikä taas johtaa oikosulkuun. Ulkoinen kotelo ei myöskään ole merkin mukainen, eikä se ole riittävä kestämään tylsiä voimia ja iskuja.

Latauskäytännöt

Pidätkö puhelintasi latauksessa yön yli vai tyhjennätkö sen 1 %:iin? Jos teet molemmat nämä asiat, älä huoli, se ei paahda puhelintasi, vaan vaikuttaa vain akun kuntoon ajan myötä. Li-ion-akut ovat rauhallisia 3,7-4,2 voltin välillä, mutta yli 5 voltin lataaminen tai alle 3,2 voltin purkaminen saa ne aikaan.

Kaikissa älypuhelimissa on nykyään sisäänrakennetut piirit, jotka estävät jännitteen ylittymisen rajojen yli, mutta jälleen halvemmissa ja epästandardeissa versioissa nämä piirit ovat ensimmäisiä. Epätyypilliset laturit ovat myös yhtä vaarallisia, varsinkin, koska niihin liittyy verkkovirta, mikä voi olla tappava sinulle ja akullesi.

iPhonen käyttäjät: Meillä on omistettu opas iPhonen lataamiseen oikea tapa.

Fyysinen vahinko

Jos tarkastellaan paistettujen puhelinkoteloiden historiaa, perimmäisenä syynä pidetään yleensä puhelimen epästandardia tai väärennettyä akkua. Mutta koska näemme iPhonen olevan syyllinen tässä tapauksessa, voimme sulkea sen pois. Todennäköisenä syynä näyttää olevan putoamisen kova törmäys, joka johtaa erottimen repeytymiseen ja laajamittaiseen oikosulkuun. Siksi sinua kehotetaan olemaan lyömättä puhelintasi raivossa.

Akun murskaaja

Lopuksi vielä vähän sanottavaa lämmöstä. Täydellisen hieno, laadukas akku käy läpi myös Thermal Runawayn, jos ulkolämpötila pysyy pitkään yli 60 celsiusastetta. Vältä siis puhelimen asettamista tulisijojen, huoneenlämmittimien lähelle tai aurinkoon pitkäksi aikaa.

Seuraava BatteryUniversityn taulukko opastaa sinua turvallisissa lämpötiloissa.

Mutta miksi räjähdys?

Menemättä enempää teknisiin asioihin, kun jostain yllä mainituista syistä Thermal Runaway tapahtuu, akun sisällä oleva lämpö lisääntyy. Lisäksi Runawayn luontaisen ilmiön vuoksi lämpö sisällä voi nousta jopa 150 celsiusastetta (302 F).

Tässä lämpötilassa arkkien välinen erotin sulaa aiheuttaen laajemmassa mittakaavassa oikosulun.

Sulamisen erotin ja ylikuumentunut elektrolyytti käyvät läpi erittäin monimutkaisia ​​kemiallisia reaktioita, jotka tuottavat joitain kaasuja. Nämä syntyneet kaasut aiheuttavat paineen muodostumista akun sisällä, mikä lopulta johtaa räjähdykseen. Mutta se ei aina ole tulos, joskus akku voi vain pullistua ja epäonnistua.

1. Käytä Halon-, Halon-korvaus- tai vesisammutinta tulipalon sammuttamiseen ja sen leviämisen estämiseen muihin syttyviin materiaaleihin.

2. Tulipalon sammuttamisen jälkeen kastele laite vedellä tai muilla alkoholittomilla nesteillä laitteen jäähdyttämiseksi ja estääksesi ylimääräisten akkukennojen pääsemisen lämpöpoistoon.

Ja missä tahansa valitettavassa tapauksessa jokin lähelläsi oleva akku päättää aloittaa itsestään palamisen, yllä olevat neuvot FAA (PDF-tiedosto) tulee seurata tulipalon sammuttamiseksi.

Joten mitä olemme oppineet?

Yksi asia, jonka voimme päätellä, on, että aliparistoilla ja komponenteilla on suuri rooli vioissa. Edulliset laturit ja kaapelit ovat myös yhtä vastuussa. Mutta puhelimen pitäminen kytkettynä pitkiä aikoja ei aiheuta tätä. Ja tarkoituksellisesti vahingoittavat akut, no ne kuuluvat alle Idiootit töissä luokka, jolle ei voi mitään. Myöskään jokainen akun toimintahäiriö ei muutu TNT: ksi, osa vain pullistuu, vuotaa tai lakkaa toimimasta.

Toivon, että tämä selittäjä vastasi otsikon kysymykseen tieteellisesti. Jos sinulla on vielä polttavampia kysymyksiä, voit lähettää meille kommentteja. Hyvää ja turvallista latausta.

LUE MYÖS:Voisiko kannettava virtapankki pelastaa lomasi, kuten se pelasti minun?