Por que uma bateria de telefone pode explodir: um olhar mais profundo
Miscelânea / / February 14, 2022
Recentemente, um caso foi relatado por 9to5Mac em que um ciclista sofreu queimaduras de terceiro grau na perna devido ao seu iPhone 6 pegar fogo. O notícias de baterias de telefone que pegam fogo espontaneamente não é nada novo, coberto extensivamente antes junto com algumas fotos horríveis de vítimas queimadas. No entanto, o ar não está claro e tentaremos explicar o fenômeno científico real que leva às explosões menos qualquer uma daquelas fotos que podem causar náuseas.
![Bomba de morcego leão](/f/f90cbcfc97d9f5b9af6cfb580a2fec84.png)
A tecnologia principal da bateria no smartphone não viu nenhum avanço inovador nas últimas duas décadas, mas tudo ao seu redor progrediu aos trancos e barrancos. Do gerenciamento da bateria, métodos de carregamento até mesmo os cabos com CIs integrados, estamos alimentando nossas baterias da maneira mais sofisticada hoje.
Então, surge a pergunta: por que não podemos impedir que essas malditas baterias se envolvam e qualquer coisa nas proximidades em fumaça e chamas? Bem, para responder a essa pergunta, precisamos mergulhar na ciência do ensino médio, não até o pescoço, mas até a cintura.
As baterias de íon de lítio são 'apertadas'
A estrutura da bateria de íon-lítio desempenha um papel muito importante na compreensão de por que as baterias de íon-lítio vêm com tantos avisos. Conforme mostrado na imagem abaixo, ânodo e cátodo, os dois componentes básicos da bateria estão em forma de folhas. Uma folha porosa 'Separador' está presente entre os dois para evitar curto-circuito. Toda essa combinação de Ânodo-Separador-Cátodo é empilhado várias vezes na espessura de poucos mm da bateria média do seu smartphone.
![Estrutura de íon de lítio](/f/9fac04cc5a314f10d663a3cd6ee1ca06.png)
Essa embalagem apertada permite vários milhares de mAh de capacidade em apenas alguns mm de espessura, mas também é uma receita inevitável para o desastre, como veremos em breve.
The Bane: Fuga Térmica
Em qualquer bateria, se o ânodo e o cátodo entram em contato direto um com o outro, ocorre um curto-circuito. Isso é ruim para a bateria, pois aumenta a temperatura interna da bateria. E no caso de baterias de íon-lítio, é pior, pois isso inicia um ciclo de autodescarga, aumentando ainda mais a temperatura. Isso é chamado de "Fuga Térmica". E isso funciona como um precursor de explosões.
![Imagem 0147](/f/bdc198870590928696f29039c74a04f6.jpg)
Aqui, a estrutura compacta das baterias de íon de lítio é seu próprio inimigo, pois o ânodo-cátodo é mantido separado apenas por um separador muito fino. Além disso, a alta densidade de energia das baterias de íons de lítio atua como combustível para o fogo, uma vez que o Thermal Runaway começa.
As principais razões pelas quais pode explodir
Esses gases gerados causam o aumento da pressão dentro da bateria, levando a uma explosão.
Curto-circuito em uma bateria não ocorre por si só. Vários fatores, desde o processo de fabricação até fatores externos, como carga e ambiente de trabalho, são responsáveis, que são elaborados abaixo.
Defeitos de fabricação
O primeiro na lista de causas que faz sua bateria explodir é a falta de qualidade e processo de fabricação. Essa também é a causa dominante que reflete o fato de que baterias e telefones mais baratos são mais suscetíveis a ela. Embora a fabricação de uma célula de íons de lítio não seja ciência de foguetes, algum nível de CQ deve ser mantido, pois os materiais envolvidos são perigosos e instáveis (lítio).
![Fábrica 1](/f/37aad2f447342d5ea7e2fc866e695899.png)
Baterias mais baratas geralmente empregam um Separador de qualidade inferior, que se degrada rapidamente, causando um curto-circuito. Tais baterias também não são montadas em ambientes limpos causando deposição de partículas ao redor dos terminais novamente levando ao curto. O invólucro externo também não está à altura da marca e é inadequado para suportar forças e impactos contundentes.
Práticas de carregamento
Manter seu telefone para carregar durante a noite ou drená-lo até 1%? Se você fizer as duas coisas, não se preocupe, isso não deixará seu telefone torrado, mas afetará apenas a saúde da bateria ao longo do tempo. As baterias de íon de lítio são pacíficas na faixa de 3,7 a 4,2 volts, mas carregá-las acima de 5 volts ou descarregá-las abaixo de 3,2 volts as provocará.
![Imagem 0162](/f/3349c5f3501a7a3ae89aa8247715c1ac.jpg)
Todos os smartphones de hoje têm circuitos integrados para evitar que a tensão ultrapasse os limites, mas novamente em versões mais baratas e fora do padrão, esses circuitos são os primeiros a desaparecer. Carregadores fora do padrão também são igualmente perigosos, ainda mais porque envolvem a rede elétrica, que pode ser letal para você e sua bateria.
Usuários do iPhone: Temos um dedicado guia para carregar iPhones o caminho certo.
Dano físico
Se olharmos para o histórico de casos de telefone fritos, a causa raiz é geralmente considerada como sendo a bateria do telefone não padrão ou falsa. Mas visto que um iPhone é o culpado no presente caso, podemos descartar isso. O que parece ser a causa provável é o forte impacto da queda, levando à ruptura do separador e curto-circuito em larga escala. É por isso que você é aconselhado a não martelar seu telefone em um ataque de raiva.
Destruidor de bateria
Finalmente, um pouco também deve ser dito sobre o calor. Uma bateria perfeitamente boa e de alta qualidade também sofrerá uma fuga térmica se a temperatura externa permanecer acima de 60 graus Celsius por um tempo prolongado. Portanto, evite colocar o telefone perto de lareiras, aquecedores ou ao sol por muito tempo.
A tabela a seguir da BatteryUniversity orienta você sobre as temperaturas seguras.
![Tabela de temperatura da bateria](/f/39c9bfc8f8f3b86b43910183959dea67.png)
Mas por que a explosão?
Sem entrar mais em coisas técnicas, quando, devido a qualquer uma das razões acima, ocorre o Thermal Runaway, o calor dentro da bateria aumenta. Além disso, devido ao fenômeno inerente de Runaway, o calor interno pode chegar a 150 graus Celsius (302 F).
Nessa temperatura o separador entre as chapas derrete, causando curto-circuito em maior escala.
O separador de fusão e o eletrólito superaquecido sofrem algumas reações químicas supercomplexas produzindo alguns gases. Esses gases gerados causam o aumento da pressão dentro da bateria, levando a uma explosão. Mas esse nem sempre é o resultado, às vezes a bateria pode inchar e falhar.
1. Utilize um extintor de halon, substituto de halon ou extintor de água para extinguir o fogo e evitar sua propagação para materiais inflamáveis adicionais.
2. Depois de extinguir o fogo, encharque o dispositivo com água ou outros líquidos não alcoólicos para resfriar o dispositivo e evitar que células de bateria adicionais atinjam o descontrole térmico.
E em qualquer evento infeliz alguma bateria em sua vizinhança decide iniciar a autocombustão, o conselho acima de FAA (arquivo PDF) deve ser seguido para apagar o fogo.
Então, o que aprendemos?
Uma coisa que podemos concluir é que baterias e componentes abaixo da média desempenham um papel importante nas falhas. Carregadores baratos e cabos também são igualmente responsáveis. Mas manter o telefone conectado por muito tempo não causará isso. E propositalmente danificando baterias, bem, essas estão sob o Idiotas no trabalho categoria sobre a qual nada pode ser feito. Além disso, toda bateria com defeito não se transforma em TNT, algumas apenas incham, vazam ou param de funcionar.
![Imagem 0144 1](/f/ed2d0d44e759c1a3aaea0d94cfe2fe69.jpg)
Espero que este explicador tenha respondido à pergunta do título, cientificamente. Se você tiver dúvidas ainda mais importantes, sinta-se à vontade para nos enviar um ping através dos comentários. Carregamento feliz e seguro.
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Última atualização em 03 de fevereiro de 2022
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