電話のバッテリーが爆発する理由:詳細
その他 / / December 02, 2021
最近、症例が報告されました 9to5Mac サイクリストは、iPhone 6が発火したため、足に3度の火傷を負いました。 NS ニュース 自発的に発火する電話の電池は目新しいものではなく、火傷を負った犠牲者の恐ろしい写真とともに以前に広範囲にわたって取り上げられました。 それでも、空気ははっきりしていないので、爆発につながる実際の科学的現象から、吐き気を催す可能性のある写真を差し引いたものを説明しようとします。
![ライオンコウモリ爆弾](/f/63596cdfd62e450f7303f30f45045c32.png)
スマートフォンのコアバッテリー技術は、過去20年間で画期的な進歩は見られませんでしたが、その周りのすべてが飛躍的に進歩しました。 バッテリー管理から充電方法、さらにはケーブルまで 内蔵IC、私たちは今日最も洗練された方法でバッテリーに電力を供給しています。
それで、それは疑問を投げかけます、なぜ私たちはこれらのいまいましいバッテリーが彼ら自身と近くの何かを煙と炎に巻き込むのを防ぐことができないのですか? その質問に答えるには、高校の科学に飛び込む必要があります。首の深さではなく、腰の高さです。
リチウムイオン電池は「タイト」です
リチウムイオン電池の構造は、リチウムイオン電池に多くの警告が表示される理由を理解する上で非常に重要な役割を果たします。 下の画像、アノードとカソードに示されているように、バッテリーの2つの基本コンポーネントはシートの形をしています。 短絡を防ぐために、2つの間に多孔質の「セパレータ」シートがあります。 この全体の組み合わせ アノード-セパレータ-カソード 平均的なスマートフォンのバッテリーの数mmの厚さに数回積み重ねられます。
![リチウムイオン構造](/f/719e90dd2236a8d3041b91bd523b8feb.png)
このような密な梱包により、わずか数mmの厚さで数千mAhの容量が可能になりますが、すぐにわかるように、災害の避けられないレシピでもあります。
ベイン:熱暴走
どのバッテリーでも、アノードとカソードが直接接触すると、短絡が発生します。 これはバッテリーに悪影響を及ぼします。 バッテリーの内部温度. また、リチウムイオン電池の場合、自己放電のサイクルが始まり、温度がさらに上昇するため、さらに悪化します。 これは「熱暴走」と呼ばれます。 そして、これは爆発の前兆として機能します。
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ここでは、リチウムイオン電池の密集した構造は、アノード-カソードが非常に薄いセパレーターによって分離されているため、それ自体が敵です。 また、熱暴走が始まると、リチウムイオン電池の高エネルギー密度が火災の燃料として機能します。
爆発する可能性がある主な理由
発生したこれらのガスは、バッテリー内部の圧力の上昇を引き起こし、最終的に爆発を引き起こします。
バッテリーの短絡はそれ自体では発生しません。 製造プロセスから充電や作業環境などの外部要因に至るまでの多くの要因が原因であり、以下で詳しく説明します。
製造上の欠陥
バッテリーがブームになる原因のリストの最初は、製造品質とプロセスの緩みです。 これは、安価なバッテリーや電話がより影響を受けやすいという事実を反映した主要な原因でもあります。 リチウムイオン電池の製造はロケット科学ではありませんが、関連する材料は危険で不安定であるため、ある程度のQCを維持する必要があります(リチウム)。
![工場1](/f/15b27516c9a257fc9494c6a5aeaaf77b.png)
安価なバッテリーは一般的に品質の悪いセパレーターを使用しているため、劣化が早く、短絡が発生します。 このようなバッテリーは、クリーンな環境では組み立てられないため、端子の周りに粒子が堆積し、再び短絡が発生します。 外部ケーシングも基準に達しておらず、鈍い力や衝撃に耐えるには不十分です。
充電方法
スマートフォンを一晩充電するために保管しますか、それとも1%まで排水しますか? これらの両方を行っても心配しないでください。スマートフォンがトーストされることはありませんが、時間の経過とともにバッテリーの状態にのみ影響します。 リチウムイオン電池は3.7〜4.2ボルトの範囲で平和ですが、5ボルトを超えて充電したり、3.2ボルト未満で放電したりすると、バッテリーが刺激されます。
今日のすべてのスマートフォンには、制限を超える電圧を回避するための回路が組み込まれていますが、安価で非標準のバージョンでは、これらの回路が最初に機能します。 非標準の充電器も同様に危険です。主電源が関係しているため、バッテリーだけでなくあなたにも致命的となる可能性があります。
iPhoneユーザー: 専用の iPhoneの充電ガイド 正しい方法。
物理的損傷
揚げた電話のケースの歴史を見ると、根本的な原因は一般的に電話のバッテリーが非標準または偽物であると考えられています。 しかし、今回のケースではiPhoneが原因であると見なしているため、それを除外することができます。 考えられる原因は、落下による強い衝撃で、セパレーターの破裂と大規模な短絡につながると思われます。 そのため、怒りに駆られてスマートフォンを叩かないようにアドバイスされています。
バッテリースマッシャー
最後に、熱についても少し説明する必要があります。 完全に微細で高品質のバッテリーは、外部温度が摂氏60度を超える状態が長時間続くと、熱暴走も発生します。 したがって、電話を暖炉の近く、部屋のヒーター、または太陽の下に長時間置くことは避けてください。
次のBatteryUniversityの表は、安全な温度に関するガイドです。
![バッテリー温度チャート](/f/acd097d9208fbe58c2d38ec001ba9cf3.png)
しかし、なぜ爆発?
上記の理由のいずれかが原因で熱暴走が発生すると、技術的なことをさらに詳しく説明することなく、バッテリー内部の熱が増加します。 さらに、暴走の固有の現象により、内部の熱は最大に達する可能性があります 摂氏150度(302 F).
この温度でシート間のセパレーターが溶け、大規模な短絡が発生します。
溶融分離器と過熱電解質は、いくつかの超複雑な化学反応を経て、いくつかのガスを生成します。 発生したこれらのガスは、バッテリー内部の圧力の上昇を引き起こし、最終的に爆発を引き起こします。 しかし、それが常に結果であるとは限りません。バッテリーが膨らんで故障する場合もあります。
1. ハロン、ハロン代替品、または消火器を使用して、火を消し、追加の可燃性物質への拡散を防ぎます。
2. 消火後、デバイスに水またはその他のノンアルコール液体を浸してデバイスを冷却し、追加のバッテリーセルが熱暴走に達するのを防ぎます。
そして、不幸なことに、あなたの近くのバッテリーが自己燃焼を開始することを決定した場合、上記のアドバイスは FAA (PDFファイル)火を消すために続くべきです。
では、私たちは何を学びましたか?
結論できることの1つは、標準以下のバッテリーとコンポーネントが障害の主要な役割を果たしているということです。 安い充電器 ケーブルも同様に責任があります。 ただし、電話を長時間接続したままにしても、これは発生しません。 そして、意図的にバッテリーに損傷を与えます。 仕事中の馬鹿 何もできないカテゴリー。 また、すべてのバッテリーの誤動作がTNTに変わるわけではなく、一部は単に膨らんだり、漏れたり、動作を停止したりします。
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この説明者がタイトルの質問に科学的に答えてくれたことを願っています。 さらに多くの質問がある場合は、コメントを通じてお気軽にpingしてください。 幸せで安全な充電。
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