Co powoduje wybuch baterii telefonu?

Eksplodująca rozmowa na temat baterii to coś, czego nie można w tej chwili uciec, dzięki problemowi z Samsung Galaxy Note 7. Dobrze jest rozmawiać: im więcej ludzi o tym mówi, tym mniejsze jest ryzyko, że dziecko odniesie krzywdę awaria baterii. Choć nie lubimy oglądać produktu, który lubimy mieć problemy z bezpieczeństwem, nienawidzimy, gdy ludzie cierpią o wiele bardziej.

Ale Note 7 nie jest pierwszym telefonem, który ma problemy z baterią i nie będzie ostatnim. Zawsze będą pojedyncze przypadki awarii baterii, o ile będziemy używać telefonów z ogniwami litowo-jonowymi, a Note 7 nie jest pierwszym telefonem, którego bateria wymagała powszechnego wycofania, ponieważ coś jest nie tak pod maską - jak długo Nokia fani wiedzą zbyt dobrze. Zdarza się. To nigdy nie jest dobre, ale to jest coś. Porozmawiajmy o tym, dlaczego tak się może stać.

Jak działa bateria telefonu

Pierwszą rzeczą, którą musimy zrozumieć, jest to, jak dokładnie działa bateria litowo-jonowa w twoim telefonie. Nazwa daje nam wskazówkę - elektryczność jest przenoszona z jednej elektrody na drugą za pomocą naładowanych jonów litowych.

Elektryczność spotyka chemię z metalurgią - dzięki temu możliwa jest bateria.

Akumulatory litowo-jonowe przechowują, przesyłają i uwalniają energię w wyniku naturalnych reakcji chemicznych. Akumulator ma dwie elektrody - anodę i katodę. Katoda jest podłączona do dodatniego (+) połączenia na akumulatorze i utrzymuje dodatnio naładowane jony, a anoda jest podłączona do ujemnego (-) połączenia i utrzymuje (zgadłeś) ujemnie naładowane jony.

Pomiędzy dwiema elektrodami znajduje się elektrolit. Elektrolit w baterii litowej jest (zwykle) pastą z rozpuszczalnikiem organicznym, która ma bardzo dużą liczbę soli metali (w większości przypadków metalem jest lit) jako część jego składu. To sprawia, że ​​przewodzi prąd - może przez nią przepływać prąd. Anoda i katoda znajdują się w elektrolicie i są oddzielone fizyczną barierą, aby nie mogły się dotykać.

Kiedy rozładujesz baterię (gdy korzystasz z telefonu i nie ładujesz go) katoda odsuwa dodatnio naładowane jony, a ujemnie naładowana anoda je przyciąga. Energia elektryczna wypływa z anody przez urządzenie, a następnie z powrotem do katody. Tak, elektryczność przepływa przez pętlę i nie jest „zużywana” przez zasilaną rzecz. Podczas ładowania telefonu dzieje się odwrotnie, a jony przemieszczają się z katody przez elektrolit do anody.

Lit jest idealnym elementem do akumulatorów: jest lekki, łatwy do ładowania i utrzymuje ładunek przez długi czas.

Gdy jony te wchodzą w kontakt z naładowanymi atomami w elektrodzie, reakcja elektrochemiczna zwana redukcją utleniania (redoks) uwalnia naładowane elektrony do przemieszczania się przez styki baterii, które są połączone z elektrodami. W ten sposób ładuje się jony litu w elektrolicie, dopóki nie zostanie wystarczająco dużo, aby utrzymać ładunek dodatni, który jest wystarczająco silny, aby przejść przez pastę elektrolitową, a bateria nie będzie się ładować.

Lit jest najlżejszym metalem - numerem trzy na okresowym. Jest to również bardzo ekscytujące, dzięki czemu łatwo jest wywołać silną reakcję chemiczną. To sprawia, że ​​jest to prawie idealny metal do zastosowania w przenośnym akumulatorze. Jest lekki, łatwy do ładowania i długo utrzymuje ładunek.

Co może spowodować wybuch baterii?

Na początek zdefiniujmy, co w tym przypadku oznacza wybuch. Pasta elektrolitowa w akumulatorze litowo-jonowym jest niezwykle lotna. Może (i będzie) gwałtownie reagować na inne metale i ma bardzo niską (180 stopni Celsjusza) temperaturę topnienia. W zamkniętej obudowie akumulatora wytwarzane ciśnienie może narastać do momentu zerwania obudowy, a następnie gwałtownej ucieczki. Ciśnienie wytwarza bardzo gorące płyny elektrolitowe, które mogą spowodować zapalenie innych rzeczy. Niektóre baterie litowe są odpowietrzane przez otwór wylotowy, aby nie pękły pod ciśnieniem. Gdy obudowa akumulatora pęka, a przegrzana ciecz wypełniona stopionymi metalami zostaje wydalona pod ciśnieniem, powoduje to wybuch.

Istnieją dwa proste sposoby na wybuch baterii litowej - ciepło i uszkodzenie fizyczne. Spójrzmy na oba.

Przegrzanie i przeładowanie

Jest to najczęstszy powód awarii baterii. Coś poszło nie tak w obwodzie ładowania, a moc wejściowa nadal napędza reakcję chemiczną. Jedno miejsce w akumulatorze ostatecznie stanie się zbyt gorące, a ponieważ jest nadal ładowane, nie może się ochłodzić, co powoduje tzw. Niekontrolowany wzrost temperatury.

W takim przypadku gorąca część zaczyna wytwarzać własne ciepło, co powoduje przegrzanie innych obszarów elektrolitu i powoduje przegrzanie większej liczby miejsc w akumulatorze. Ciepło rozszerza elektrolit i wytwarza parę, wytwarzając ciśnienie, dopóki obudowa akumulatora nie rozdzieli się i nie wyprze całego ciśnienia oraz pewnej bardzo gorącej, bardzo lepkiej (i bardzo łatwopalnej po wystawieniu na działanie powietrza) lepkiej cieczy.

Ucieczka termiczna może nastąpić na tyle szybko, że nawet nie poczujesz ciepła przed awarią akumulatora.

Kiedy nastąpi takie zerwanie, może spowodować fizyczne uszkodzenie przedmiotów znajdujących się w pobliżu - podczas trzymania telefonu, płytek drukowanych i szkła lub plastiku. Materiały te mogą również zapalić się od gorąca, co z kolei powoduje, że uciekający elektrolit zapala się i działa jak napalm - ogień, który przywiera do rzeczy, dopóki się nie przepali lub nie wypali.

Proces ucieczki termicznej może nastąpić bardzo szybko, a rzeczy mogą przejść od „normalnej” do katastrofalnej awarii wewnątrz baterii, zanim ciepło zostanie nawet przekazane przez telefon do twoich rąk. Na szczęście setki milionów akumulatorów litowych produkowanych każdego roku mają wyjątkowo niski (prawie statystycznie nieistotny) wskaźnik awaryjności z powodu niekontrolowanej temperatury, częściowo ze względu na środki bezpieczeństwa (wymagana subskrypcja), takie jak niepalne dodatki do elektrolitu i powłok.

Kiedy telefon mówi ci, że jest zbyt gorący i nie ładuje się lub nie działa z pełną prędkością, musi się ochłodzić, aby nie doszło do niekontrolowanej ucieczki. Posłuchaj małego pop-upu i pozwól mu ostygnąć.

Uszkodzenie mechaniczne

Baterie litowe są zaprojektowane tak, aby były lekkie, zapewniały wysoką moc wyjściową i były łatwe do ładowania. Oznacza to, że zewnętrzna powłoka i bariera oddzielająca elektrody są bardzo cienkie i lekkie, a większość ciężaru pochodzi z części, które faktycznie mogą zasilać Twój telefon.

Ponieważ przegrody i obudowa są cienkie, dość łatwo można je przebić lub rozerwać. Jeśli konstrukcja samego akumulatora zostanie uszkodzona w sposób, który powoduje kontakt elektrod, nastąpi zwarcie. Natychmiastowe wyładowanie elektryczne jest wybuchowe, które może (i będzie) ogrzewać elektrolit i wytwarzać ciśnienie w celu wypchnięcia go przez pęknięcia w obudowie akumulatora. Jest gorący, łatwopalny i ma kontakt z iskrą. To przepis na katastrofę.

Jest gorący, łatwopalny i ma kontakt z iskrą. To przepis na katastrofę.

Cienka obudowa jest również środkiem ostrożności, choć wydaje się szalona. Cieńszy metal jest łatwiejszy do rozerwania, więc mniej ciśnienia może wytworzyć się w zamkniętej obudowie - zasadniczo tworząc otwór odpowietrzający. Wypychanie łatwopalnego gorącego płynu pod ciśnieniem nie jest dobrą rzeczą. Pozwolić, aby narastała presja, aż pęknie grubsza obudowa, jest gorsza.

Inne metale mające kontakt z pastą elektrolitową mogą również wytwarzać iskrę, która prowadzi do awarii. Pozwolę ci przeszukać YouTube samodzielnie, aby zobaczyć niesamowicie głupich ludzi przebijających baterie telefonu, aby wybuchły. Reakcja na obcy metal działa tak samo jak krótka, ale na mniejszą skalę.

Co z notatką 7?

Kredyt na zdjęcie reddit crushader użytkownika

Na początek nikt oprócz Samsunga nie wie, dlaczego w niektórych Noteach 7 wybuchły baterie. Wysłali krótkie oświadczenie za pośrednictwem swojej Wielkiej Brytanii, podział, który tak naprawdę nie ma sensu. Sformułowanie „zetknął się anoda z katodą” brzmi, jakby opisywał krótki, ale jak napisano, nic nie znaczy. Nie będę próbował interpretować czegoś, co nie jest jasne w takim przypadku. Ale mogę powiedzieć, co myślę jako rozgrywający na fotelu, który nigdy nie widział, jak Note 7 eksplodował lub sprawdził, który eksplodował sam, sytuacja, w której zwarcie anody z katodą ma sens.

Ponieważ ludzie zgłaszali awarię baterii Note 7 bez jej podłączenia, a duże części telefonów, które widzimy na zdjęciach, nie są spalone, zakładam, że nie jest to przypadek ucieczki termicznej, nawet jeśli Health Canada mówi, że samotny awaria w Kanadzie była wynikiem przegrzania,

Każda osoba spoza Samsunga może jedynie świadomie zgadywać, co się dzieje.

Ucieczka termiczna nie jest tak „natychmiastowa” jak bezpośrednie zwarcie, a podekscytowany roztwór elektrolitu wydłużyłby się z baterii wybuchowej dłużej, niż trwałby po wybuchu zerwania obudowy. Spłonęłaby nie tylko część telefonu, ale także inne przedmioty w bezpośrednim sąsiedztwie. Eksplozja ciepła spowodowałaby również pęcznienie baterii, zanim elastyczna obudowa pękłaby, a bez miejsca na rozszerzanie spęczniała bateria pękłaby zewnętrzną obudowę telefonu. Istnieją filmy na YouTube, które pokazują, jak to się dzieje, a oto świetny (choć stary) przykład kogoś, kto omija środki bezpieczeństwa, aby tak się stało. Sądzę, że ktoś wspomniałby o puchnięciu telefonu, zanim wybuchł.

Nie sądzę też, aby jakiekolwiek obce przedmioty lub resztki produkcyjne miały kontakt z elektrolitem. Wiem, że jest to popularna teoria, ale jeśli partia akumulatorów (nawet nie jesteśmy pewni, jak duża jest w tym przypadku „partia”) wszystkie mają małe cząsteczki w elektrolicie, to zobaczymy o wiele więcej Note 7s wybuchające

Zwarcie w akumulatorze lub w obwodzie ładowania w połączeniu z elektrolitem poddanym działaniu niepalnych dodatków wydaje mi się bardziej prawdopodobne. Szybka eksplozja, która uwalnia niewielką ilość ciśnienia i płynu, może szybko wypalić się, jeśli nic nie będzie miało kontaktu z telefonem. Gdy telefon zetknie się z czymś łatwopalnym, powiedzmy, że siedzenie jeepa może spowodować pożar.

Oczywiście może być wiele innych czynników, o których nie wiemy. Proces produkcji zastosowany do stworzenia baterii litowo-jonowej do telefonu czyni je bardzo bezpiecznymi w użyciu. Ale jest też wiele rzeczy, które mogą się nie udać.

Wstępny raport Samsunga dla koreańskich organów regulacyjnych obwinił błąd produkcyjny, który spowodował zetknięcie się płytek w akumulatorze, powodując „nadmierne ciepło”. W raporcie zauważono, że konieczna jest dalsza analiza w celu ustalenia dokładnej przyczyny.

Wstępne wnioski wskazują na błąd w produkcji, który wywierał nacisk na płytki zawarte w ogniwach akumulatorowych. To z kolei doprowadziło do kontaktu biegunów ujemnych i dodatnich, wywołując nadmierne ciepło. Samsung podkreślił jednak, że musi przeprowadzić dokładniejszą analizę, aby ustalić „dokładną przyczynę” uszkodzenia akumulatora.

Co wiemy o Note 7 i jego baterii

Nie mamy pojęcia, co dokładnie dzieje się z Note 7, ani nikt poza Samsungiem. Ale możemy zgadywać na podstawie niewielkiego dowodu, do którego jesteśmy wtajemniczeni. I w końcu to nie ma znaczenia. Uwaga 7 została uznana przez Samsung za wadliwą i wszyscy powinniśmy przestać ich używać i zwrócić je. Zamiennik bez problemu jest w produkcji i jest już w drodze do kanału sprzedaży. Nie musimy wiedzieć, dlaczego wybucha, aby wiedzieć, że powinniśmy się go pozbyć.

Samsung zaleca wyłączenie Notatki 7 i zaprzestanie jej używania.

Samsung i Twój operator (lub inni sprzedawcy detaliczni, tacy jak Target lub Best Buy) dysponują zasadami i metodami, które umożliwiają zwrot Note 7 bez utraty pieniędzy. Niektóre oferują pożyczone urządzenia, które można zwrócić po poprawieniu telefonów Note 7 na półki, podczas gdy inne oferują po prostu zwrot pieniędzy. Każda z tych opcji jest lepsza niż ryzykowanie ręki lub twarzy, jeśli bateria ulegnie awarii.

Zebraliśmy wszystko, co musisz wiedzieć w jednym miejscu i chętnie odpowiemy na wszelkie pytania w komentarzach lub w mediach społecznościowych.

Samsung Galaxy Note 7 przypomina: wszystko, co musisz wiedzieć