Чому акумулятор телефону може вибухнути: детальніше
Різне / / December 02, 2021
Нещодавно про випадок повідомили 9to5Mac при цьому велосипедист отримав опіки ноги третього ступеня через загоряння iPhone 6. The новини батареї телефону, що спонтанно загоряються, не є чимось новим, про це вже багато висвітлювали разом із кількома жахливими фотографіями обпалених жертв. Проте повітря не ясне, і ми спробуємо пояснити фактичне наукове явище, яке призводить до вибухів, за вирахуванням будь-яких фотографій, які можуть викликати у вас нудоту.
![Бомба-Лев](/f/63596cdfd62e450f7303f30f45045c32.png)
Технологія основного акумулятора в смартфоні за останні два десятиліття не відчула жодного новаторського прогресу, але все навколо розвивалося стрибком. Від керування акумулятором, методів зарядки до навіть кабелів вбудовані мікросхеми, сьогодні ми забезпечуємо енергією наші батареї найскладнішим способом.
Тому виникає запитання, чому ми не можемо запобігти поглинанню цих проклятих батарейок димом і полум’ям? Щоб відповісти на це питання, нам потрібно зануритися в науку середньої школи, не по шию, а по пояс.
Літій-іонні батареї «герметичні»
Структура літій-іонного акумулятора відіграє дуже важливу роль у розумінні того, чому літій-іонні акумулятори мають таку кількість попереджень. Як показано на зображенні нижче, анод і катод, два основних компоненти батареї мають форму листів. Для запобігання короткого замикання між ними є пористий «сепаратор». Вся ця комбінація Анод-Сепаратор-Катод укладається кілька разів на товщину в кілька мм середньої батареї вашого смартфона.
![Літій-іонна структура](/f/719e90dd2236a8d3041b91bd523b8feb.png)
Така щільна упаковка дозволяє отримати кілька тисяч мАг ємності всього в кілька мм товщиною, але також є неминучим рецептом катастрофи, як ми скоро побачимо.
The Bane: Thermal Runaway
У будь-якій батареї, якщо анод і катод стикаються один з одним, відбувається коротке замикання. Це погано для батареї, оскільки збільшує внутрішня температура батареї. А у випадку з літій-іонними батареями все ще гірше, оскільки це запускає цикл саморозряду, ще більше підвищуючи температуру. Це називається «Теплова втеча». І це є передвісником вибухів.
![Зображення 0147](/f/c4e42699e9a90ac3b3170863500d826d.jpg)
Тут щільно упакована структура літій-іонних батарей є власним ворогом, оскільки анод-катод відокремлюється лише дуже тонким роздільником. Також висока щільність енергії літій-іонних батарей служить паливом для вогню, як тільки Thermal Runaway почнеться.
Основні причини, чому він може вибухнути
Ці гази, що утворюються, викликають підвищення тиску всередині батареї, що в кінцевому підсумку призводить до вибуху.
Сам по собі коротке замикання в акумуляторі не виникає. Відповідальним є ряд факторів, починаючи від виробничого процесу і закінчуючи зовнішніми факторами, такими як заряджання та робоче середовище, які детально описані нижче.
Виробничі дефекти
Першою в списку причин, через які ваша батарея виходить з ладу, є низька якість виробництва та процес. Це також домінуюча причина, яка повторює той факт, що дешевші батареї та телефони більш сприйнятливі до цього. Хоча виробництво літій-іонних елементів не є ракетобудуванням, все ж потрібно підтримувати певний рівень контролю якості, оскільки залучені матеріали є небезпечними та нестабільними (літій).
![Фабрика 1](/f/15b27516c9a257fc9494c6a5aeaaf77b.png)
У дешевших батареях зазвичай використовується сепаратор низької якості, який швидко руйнується, викликаючи коротке замикання. Такі батареї також не збираються в чистих середовищах, що спричиняє осідання частинок навколо клем, що знову призводить до короткого замикання. Зовнішній корпус також не відповідає вимогам і не витримує тупих зусиль і ударів.
Практика зарядки
Залишити телефон для заряджання протягом ночі або розрядити його до 1%? Якщо ви робите обидві ці речі, не хвилюйтеся, це не підсмажить ваш телефон, а лише вплине на здоров’я акумулятора з часом. Літій-іонні акумулятори спокійні в діапазоні від 3,7 до 4,2 вольт, але заряджання їх понад 5 вольт або розрядка нижче 3,2 вольт спровокує їх.
Усі сьогоднішні смартфони мають вбудовану схему для запобігання виходу напруги за межі, але знову ж таки, у більш дешевих і нестандартних версіях ці схеми є першими, які використовуються. Нестандартні зарядні пристрої також не менш небезпечні, тим більше, що вони пов’язані з мережею, яка може бути смертельною як для вас, так і для вашої батареї.
Користувачі iPhone: У нас є присвячений посібник із заряджання iPhone правильний шлях.
Фізичні пошкодження
Якщо ми подивимося на історію смажених чохлів для телефонів, то першопричиною, як правило, вважається нестандартний або підроблений акумулятор телефону. Але оскільки в даному випадку винуватцем є iPhone, ми можемо це виключити. Схоже, ймовірною причиною є сильний удар від падіння, що призводить до розриву сепаратора та великого короткого замикання. Тому вам радимо не бити свій телефон у пориві люті.
Розбійник батареї
Нарешті, слід трохи сказати і про тепло. Ідеально хороша високоякісна батарея також зазнає термічного розриву, якщо зовнішня температура залишається вище 60 градусів Цельсія протягом тривалого часу. Тому не кладіть телефон біля камінів, кімнатних обігрівачів або на сонці на тривалий час.
Наведена нижче таблиця BatteryUniversity допоможе вам щодо безпечних температур.
![Таблиця температури акумулятора](/f/acd097d9208fbe58c2d38ec001ba9cf3.png)
Але чому вибух?
Не вдаючись детальніше в технічні питання, коли через будь-яку з перерахованих вище причин відбувається Thermal Runaway, тепло всередині батареї збільшується. Крім того, через властивий феномен Runaway, тепло всередині може досягати до 150 градусів Цельсія (302 F).
При цій температурі сепаратор між листами плавиться, викликаючи коротке замикання в більших масштабах.
Сепаратор плавлення і перегрітий електроліт піддаються деяким надскладним хімічним реакціям з утворенням деяких газів. Ці гази, що утворюються, викликають підвищення тиску всередині батареї, що в кінцевому підсумку призводить до вибуху. Але це не завжди результат, іноді акумулятор може просто випнутися і вийти з ладу.
1. Використовуйте вогнегасник, що замінює галон, галон або водяний вогнегасник, щоб погасити вогонь і запобігти його поширенню на додаткові легкозаймисті матеріали.
2. Після гасіння пожежі облийте пристрій водою або іншими безалкогольними рідинами, щоб охолодити пристрій і запобігти потраплянню додаткових елементів батареї до термічного розбігу.
І в будь-якому нещасному випадку якась батарея у вашому районі вирішує почати самозгоряння, наведена вище порада від FAA (Файл PDF), щоб погасити вогонь.
Отже, чого ми навчилися?
Можна зробити висновок, що основну роль у збоях відіграють неякісні батареї та компоненти. Дешеві зарядні пристрої і кабелі також несуть однакову відповідальність. Але тривалий час підключення телефону не призведе до цього. І цілеспрямовано пошкоджуючи батареї, ну ті підходять Ідіоти на роботі категорія, з якою нічого не можна зробити. Крім того, кожна несправність акумулятора не перетворюється на тротил, деякі просто випирають, витікають або перестають працювати.
![Img 0144 1](/f/1cee85a2b064a0e9683cdcb7c6fb7a0c.jpg)
Я сподіваюся, що цей пояснювач відповів на запитання в заголовку науково. Якщо у вас є ще гостріші запитання, не соромтеся надсилати нам запит через коментарі. Приємної та безпечної зарядки.
ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ:Чи може портативний Power Bank врятувати вашу відпустку так, як врятував мою?