Kodėl telefono baterija gali sprogti: pažiūrėkite giliau

Neseniai buvo pranešta apie atvejį 9to 5Mac dviratininkas trečio laipsnio koją nudegino, kai užsiliepsnojo jo iPhone 6. The žinios spontaniškai užsidegančių telefonų baterijos nėra nieko naujo, anksčiau buvo plačiai aprašyta kartu su kai kuriomis siaubingomis sudegusių aukų nuotraukomis. Tačiau oras nėra skaidrus ir mes pabandysime paaiškinti tikrąjį mokslinį reiškinį, dėl kurio kyla sprogimai, atėmus visas nuotraukas, kurios gali jus pykinti.

Pagrindinės išmaniųjų telefonų baterijos technologijos per pastaruosius du dešimtmečius nepastebėjo jokios novatoriškos pažangos, tačiau viskas aplink ją pažengė į priekį. Nuo akumuliatoriaus valdymo, įkrovimo metodų iki net kabelių įmontuoti IC, šiandien mes tiekiame energiją į savo baterijas pačiu sudėtingiausiu būdu.

Taigi kyla klausimas, kodėl negalime užtikrinti, kad šios prakeiktos baterijos neapimtų savęs ir nieko šalia esančio dūmais ir liepsna? Na, norėdami atsakyti į šį klausimą, turime pasinerti į vidurinės mokyklos mokslus, ne iki kaklo, o iki juosmens.

Ličio jonų baterijos yra sandarios

Ličio jonų akumuliatoriaus struktūra vaidina labai svarbų vaidmenį norint suprasti, kodėl ličio jonų baterijos turi tiek daug įspėjimų. Kaip parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje, anodas ir katodas, du pagrindiniai akumuliatoriaus komponentai yra lakštų pavidalo. Tarp jų yra akytas „Separatoriaus“ lapas, kad būtų išvengta trumpojo jungimo. Visas šis derinys Anodas-Separatorius-Katodas yra kelis kartus sukrautas kelių mm storio jūsų vidutinio išmaniojo telefono baterijoje.

 Toks sandarus įpakavimas leidžia pasiekti kelis tūkstančius mAh talpos vos kelių mm storio, bet taip pat yra neišvengiamas nelaimės receptas, kaip netrukus pamatysime.

„The Bane“: terminis pabėgimas

Bet kurioje baterijoje, jei anodas ir katodas tiesiogiai liečiasi vienas su kitu, įvyksta trumpasis jungimas. Tai kenkia akumuliatoriui, nes padidėja vidinė akumuliatoriaus temperatūra. O ličio jonų akumuliatorių atveju tai dar blogiau, nes prasideda savaiminio išsikrovimo ciklas, toliau didinant temperatūrą. Tai vadinama „terminiu pabėgimu“. Ir tai veikia kaip sprogimų pirmtakas.

Čia glaudžiai supakuota ličio jonų baterijų struktūra yra jos pačios priešas, nes anodo katodą išlaiko tik labai plonas separatorius. Be to, didelis ličio jonų akumuliatorių energijos tankis veikia kaip kuras, kai tik prasidės terminis pabėgimas.

Pagrindinės priežastys, kodėl jis gali sprogti

Šios susidarančios dujos padidina slėgį akumuliatoriaus viduje ir galiausiai sukelia sprogimą.

Trumpasis jungimas akumuliatoriuje neatsiranda savaime. Daug veiksnių, pradedant gamybos procesu ir baigiant išoriniais veiksniais, pvz., įkrovimu ir darbo aplinka, yra atsakingi, kurie išsamiai aprašyti toliau.

Gamybos defektai

Pirmoje vietoje priežasčių, dėl kurių akumuliatorius pakyla, sąraše yra gamybos kokybės ir proceso trūkumas. Tai taip pat yra pagrindinė priežastis, kuri pakartoja faktą, kad pigesnės baterijos ir telefonai yra jautresni. Nors ličio jonų elementų gamyba nėra raketų mokslas, vis tiek reikia išlaikyti tam tikrą kokybės kontrolės lygį, nes naudojamos medžiagos yra pavojingos ir nestabilios (litis).

Pigesnėse baterijose paprastai naudojamas prastesnės kokybės separatorius, kuris greitai genda ir sukelia trumpąjį jungimą. Tokios baterijos taip pat nesurenkamos švarioje aplinkoje, todėl aplink gnybtus vėl nusėda dalelės, dėl kurių atsiranda trumpasis jungimas. Išorinis korpusas taip pat neatitinka žymos ir yra netinkamas atlaikyti bukas jėgas ir smūgius.

Įkrovimo praktika

Palikti telefoną įkrauti per naktį arba iškrauti iki 1%? Jei atliksite abu šiuos veiksmus, nesijaudinkite, telefonas neapskrus, o laikui bėgant tik paveiks akumuliatoriaus būklę. Ličio jonų baterijos yra ramios nuo 3,7 iki 4,2 voltų, tačiau įkraunant virš 5 voltų arba iškraunant žemiau 3,2 volto, tai išprovokuos.

Visuose šiandieniniuose išmaniuosiuose telefonuose yra įmontuotos grandinės, kurios neleidžia įtampai viršyti leistinas ribas, tačiau pigesnėse ir nestandartinėse versijose šios grandinės pirmiausia sugenda. Nestandartiniai įkrovikliai taip pat yra vienodai pavojingi, juo labiau, kad jie yra susiję su maitinimo šaltiniu, o tai gali būti mirtina jums ir jūsų baterijai.

iPhone vartotojai: Mes turime dedikuotą iPhone įkrovimo vadovas teisingu keliu.

Fizinė žala

Jei pažvelgtume į keptų telefonų dėklų istoriją, pagrindine priežastimi paprastai laikoma nestandartinė telefono baterija arba netikra. Tačiau matydami, kad šiuo atveju kaltininkas yra „iPhone“, galime tai atmesti. Panašu, kad tikėtina priežastis yra stiprus kritimo smūgis, dėl kurio gali plyšti separatorius ir atsirasti didelio masto trumpasis jungimas. Štai kodėl jums patariama nedaužyti telefono plaktuku užklupus pykčiui.

Baterijų daužiklis

Galiausiai, reikėtų šiek tiek pasakyti ir apie šilumą. Puikiai tinkama, aukštos kokybės baterija taip pat bus termiškai pabėgusi, jei išorinė temperatūra ilgą laiką išliks aukštesnė nei 60 laipsnių Celsijaus. Taigi nedėkite telefono šalia židinių, kambario šildytuvų ar ilgesniam laikui saulėje.

Šioje „BatteryUniversity“ lentelėje nurodoma saugi temperatūra.

Bet kodėl sprogimas?

Nesileidžiant į techninius dalykus, kai dėl bet kurios iš aukščiau išvardytų priežasčių įvyksta terminis pabėgimas, akumuliatoriaus viduje padidėja šiluma. Be to, dėl būdingo Runaway reiškinio šiluma viduje gali siekti iki 150 laipsnių Celsijaus (302 F).

Esant tokiai temperatūrai separatorius tarp lakštų išsilydo, sukeldamas didesnio masto trumpąjį jungimą.

Lydymosi separatorius ir perkaitintas elektrolitas patiria labai sudėtingas chemines reakcijas, kurių metu susidaro tam tikros dujos. Šios susidarančios dujos padidina slėgį akumuliatoriaus viduje ir galiausiai sukelia sprogimą. Tačiau tai ne visada yra rezultatas, kartais baterija gali tiesiog išsipūsti ir sugesti.

1. Gaisro gesinimui ir jo plitimui į papildomas degias medžiagas naudokite haloną, haloną arba vandens gesintuvą.

2. Užgesinus ugnį, prietaisą apipilkite vandeniu ar kitais nealkoholiniais skysčiais, kad prietaisas atvėstų ir kad papildomi baterijos elementai nepatektų į terminį nutekėjimą.

Ir bet kokiu apgailėtinu atveju kai kurie akumuliatoriai, esantys šalia jūsų, nusprendžia savaime užsidegti, aukščiau pateiktas patarimas FAA (PDF failas), kad užgesintumėte ugnį.

Taigi, ko mes išmokome?

Vienas dalykas, kurį galime padaryti, yra tai, kad gedimų metu pagrindinį vaidmenį atlieka žemesnės kokybės baterijos ir komponentai. Pigūs pakrovėjai ir kabeliai taip pat yra atsakingi. Bet jei telefonas bus prijungtas ilgą laiką, tai to nepadarys. Ir tikslingai gadinti baterijas, na, jos patenka į Idiotai darbe kategorija, dėl kurios nieko negalima padaryti. Taip pat kiekvienas akumuliatoriaus gedimas nevirsta TNT, kai kurie tiesiog išsiskleidžia, nuteka arba nustoja veikti.

Tikiuosi, kad šis aiškintojas moksliškai atsakė į pavadinime pateiktą klausimą. Jei turite dar aštresnių klausimų, nedvejodami rašykite mums komentaruose. Laimingas ir saugus įkrovimas.

TAIP PAT SKAITYKITE:Ar nešiojamasis maitinimo bankas galėtų išgelbėti jūsų atostogas, kaip išgelbėjo mano?

Paskutinį kartą atnaujinta 2022 m. vasario 03 d

Aukščiau pateiktame straipsnyje gali būti filialų nuorodų, kurios padeda palaikyti „Guiding Tech“. Tačiau tai neturi įtakos mūsų redakciniam vientisumui. Turinys išlieka nešališkas ir autentiškas.