Por que a bateria de um telefone pode explodir: uma análise mais aprofundada
Miscelânea / / December 02, 2021
Recentemente, um caso foi relatado por 9to5Mac em que um ciclista sofreu queimaduras de terceiro grau na perna devido ao incêndio do iPhone 6. o notícia de baterias de telefone que se ativam espontaneamente não é nada novo, coberto extensivamente antes, juntamente com algumas fotos horríveis de vítimas queimadas. Ainda assim, o ar não está limpo e tentaremos explicar o fenômeno científico real que leva às explosões sem qualquer uma daquelas fotos que podem causar náuseas.
![Bomba de morcego leão](/f/63596cdfd62e450f7303f30f45045c32.png)
A tecnologia de bateria principal no smartphone não viu nenhum avanço inovador nas últimas duas décadas, mas tudo ao seu redor progrediu aos trancos e barrancos. Desde o gerenciamento da bateria, métodos de carregamento até mesmo os cabos com ICs embutidos, estamos alimentando nossas baterias da maneira mais sofisticada hoje.
Portanto, levanta a questão, por que não podemos evitar que essas baterias malditas tragam a si mesmas e a qualquer coisa nas proximidades em fumaça e chamas? Bem, para responder a essa pergunta, precisamos mergulhar nas ciências do ensino médio, não na altura do pescoço, mas na altura da cintura.
As baterias de íon-lítio são ‘apertadas’
A estrutura da bateria de íon de lítio desempenha um papel muito importante na compreensão do motivo pelo qual as baterias de íon de lítio vêm com tantos avisos. Conforme mostrado na imagem abaixo, ânodo e cátodo, os dois componentes básicos da bateria estão na forma de folhas. Uma folha de ‘Separador’ porosa está presente entre os dois para evitar curto-circuito. Toda esta combinação de Ânodo-Separador-Cátodo é empilhado várias vezes nos poucos mm de espessura de uma bateria média de smartphone.
![Estrutura de íon de lítio](/f/719e90dd2236a8d3041b91bd523b8feb.png)
Essa embalagem compacta 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.
O Destruidor: Fuga Térmica
Em qualquer bateria, se o ânodo e o cátodo entrarem em contato direto, ocorre um curto-circuito. Isso é ruim para a bateria, pois aumenta o temperatura interna da bateria. E no caso das 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 atua como um precursor de explosões.
![Img 0147](/f/c4e42699e9a90ac3b3170863500d826d.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 íon-lítio agem como combustível para o incêndio, assim que o Thermal Runaway começar.
As principais razões pelas quais pode explodir
Esses gases gerados causam o aumento da pressão dentro da bateria, levando, em última análise, a uma explosão.
O curto-circuito em uma bateria não ocorre por si só. Uma série de fatores que vão desde o processo de fabricação até fatores externos, como cobrança e ambiente de trabalho são responsáveis, que são elaborados a seguir.
Defeitos de fabricação
Em primeiro lugar na lista de causas que fazem sua bateria explodir está a falta de qualidade e processo de fabricação. Essa também é a causa dominante, que ecoa o fato de que baterias e telefones mais baratos são mais suscetíveis a ela. Embora a fabricação de uma célula de íon-lítio não seja ciência de foguetes, ainda assim, algum nível de controle de qualidade deve ser mantido, pois os materiais envolvidos são perigosos e instáveis (lítio).
![Fábrica 1](/f/15b27516c9a257fc9494c6a5aeaaf77b.png)
Baterias mais baratas geralmente empregam um Separador de qualidade inferior, que se degrada rapidamente, causando um curto-circuito. Essas baterias também não são montadas em ambientes limpos, causando deposição de partículas ao redor dos terminais, levando novamente a curto-circuito. A caixa externa também não está à altura da marca e é inadequada para suportar forças e impactos bruscos.
Práticas de Carregamento
Manter seu telefone para carregar durante a noite ou esgotá-lo até 1%? Se você fizer as duas coisas, não se preocupe, isso não deixará seu telefone torrado, mas apenas afetará a saúde da bateria com o tempo. As baterias de íon-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 irá provocá-las.
Todos os smartphones hoje possuem circuitos integrados para evitar que a tensão ultrapasse os limites, mas, novamente, em versões mais baratas e não padronizadas, esses circuitos são os primeiros a falhar. Os carregadores fora do padrão também são igualmente perigosos, ainda mais porque envolvem a rede elétrica, que pode ser letal para você e para a bateria.
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Dano físico
Se olharmos para o histórico de capas de telefone fritas, a causa raiz geralmente é considerada como a bateria do telefone não padronizada 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 grande escala. É por isso que você é aconselhado a não martelar seu telefone em um acesso de raiva.
Destruidor de bateria
Por fim, também devemos falar um pouco sobre o calor. Uma bateria perfeitamente fina e de alta qualidade também sofrerá fuga térmica se a temperatura externa permanecer acima de 60 graus Celsius por um tempo prolongado. Portanto, evite colocar seu telefone próximo a lareiras, aquecedores de ambiente ou ao sol por longos períodos.
A tabela a seguir da BatteryUniversity o orienta em relação às temperaturas seguras.
![Tabela de temperatura da bateria](/f/acd097d9208fbe58c2d38ec001ba9cf3.png)
Mas por que a explosão?
Sem entrar em detalhes técnicos, quando, devido a qualquer um dos motivos acima, ocorre a fuga térmica, o calor dentro da bateria aumenta. Além disso, devido ao fenômeno inerente de Fuga, o calor interno pode atingir até 150 graus Celsius (302 F).
A esta temperatura o separador entre as folhas derrete, causando curto-circuito em maior escala.
O separador de fusão e o eletrólito superaquecido passam por algumas reações químicas supercomplexas, produzindo alguns gases. Esses gases gerados causam o aumento da pressão dentro da bateria, levando, em última análise, a uma explosão. Mas nem sempre é o resultado, às vezes a bateria pode apenas inchar e falhar.
1. Utilize um Halon, substituto de Halon ou extintor de água para extinguir o incêndio e prevenir sua propagação para materiais inflamáveis adicionais.
2. Depois de extinguir o fogo, molhe o dispositivo com água ou outros líquidos não alcoólicos para resfriar o dispositivo e evitar que células adicionais da bateria atinjam a fuga térmica.
E em qualquer caso 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 de baixa qualidade desempenham um papel importante nas falhas. Carregadores baratos e cabos também são igualmente responsáveis. Mas manter o telefone conectado por longos períodos não causará isso. E baterias propositadamente danosas, bem, essas vêm sob o Idiotas no trabalho categoria sobre a qual nada pode ser feito. Além disso, todo mau funcionamento da bateria não se transforma em TNT, algumas apenas incham, vazam ou param de funcionar.
![Img 0144 1](/f/1cee85a2b064a0e9683cdcb7c6fb7a0c.jpg)
Espero que este explicador tenha respondido à pergunta do título, cientificamente. Se você tiver perguntas ainda mais candentes, sinta-se à vontade para nos enviar comentários. Carregamento feliz e seguro.
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