Dlaczego telefony wybuchają? (I jak temu zapobiec)

Co kilka lat telefony, które eksplodują, dominują w wiadomościach. Chociaż takie incydenty są niezwykle rzadkie, trudno je zrozumieć. Dlaczego telefony wybuchają? Jak mogę mieć pewność, że mój telefon nie ulegnie podobnemu wypadkowi?

Ucieczka termiczna jako przyczyna wybuchów telefonów

Za każdym razem, gdy bateria litowo-jonowa eksploduje lub zapala się, zachodzi proces zwany niekontrolowaną temperaturą. Proces ten może być trudny do zrozumienia, dlatego postaramy się wyjaśnić go w prosty sposób. Akumulatory litowo-jonowe składają się z wielu ogniw, z których każde ma krytyczną temperaturę, podobnie jak temperatura wrzenia. Po osiągnięciu tej temperatury (z powodu ciepła zewnętrznego, przeładowania, uszkodzenia lub wad produkcyjnych), ogniwo zaczyna wydzielać dużą ilość ciepła.

To uruchamia proces ucieczki termicznej, który jest zasadniczo pętlą dodatniego sprzężenia zwrotnego. Gdy jedno ogniwo przechodzi egzotermiczny rozkład i uwalnia ciepło, sąsiednie ogniwa mogą osiągnąć swoje krytyczne temperatury. W zależności od szybkości tego procesu, bateria może cicho skwierczeć, zapalić się lub nawet eksplodować. Rozumiejąc ten proces, łatwiej jest określić, jak, kiedy i dlaczego telefony (i inne urządzenia litowo-jonowe) eksplodują.

Jeśli jednak zauważysz, że bateria w twoim telefonie jest spuchnięta, powinieneś szybko podjąć działania.

Nie zostawiaj telefonu w samochodzie

Jeżeli mieszkasz w rejonie o niskich temperaturach, prawdopodobnie wiesz, że akumulatory samochodowe działają najlepiej, gdy są w umiarkowanej temperaturze, na przykład około 27 stopni Celsjusza. Zbyt wysoka temperatura może zniszczyć akumulator oraz inne elementy w samochodzie. To samo dotyczy baterii w telefonach.

Gdy akumulator litowo-jonowy jest rozładowany w wysokiej temperaturze (na przykład w samochodzie), jego ogniwa mogą stać się niestabilne. Mogą nie ulegać egzotermicznemu rozkładowi, ale mogą spowodować trwałe zwarcie, pogorszenie jakości lub wytwarzanie gazów, takich jak tlen i dwutlenek węgla. Gazy te mogą powodować spuchnięcie baterii, co prowadzi do wzrostu ciśnienia, które może skutkować wybuchem. Proces ten może się przyspieszyć, gdy akumulator jest ładowany w wysokiej temperaturze. Dlatego większość telefonów przerywa ładowanie lub się wyłącza, gdy temperatura staje się zbyt wysoka.

To powiedziawszy, Twój telefon prawdopodobnie nie eksploduje po jednym dniu pozostawienia go w gorącym samochodzie. Chociaż trwałe zwarcia i wzrost ciśnienia mogą prowadzić do niekontrolowanej temperatury, te powolne formy degradacji mechanicznej zwykle kończą się pęknięciem baterii, zanim dojdzie do wybuchu. Telefony i akumulatory litowo-jonowe mają wbudowane funkcje bezpieczeństwa, które zapobiegają niekontrolowanym problemom mechanicznym, choć te funkcje mogą prowadzić do unieruchomienia telefonu.

Używaj niezawodnych lub certyfikowanych urządzeń ładujących

Ogólnie rzecz biorąc, każda ładowarka będzie współpracować z każdym urządzeniem. Tani kabel micro-USB może działać z nowszymi telefonami, a superszybka ładowarka z urządzeniami starszymi. Zaleca się jednak korzystanie z niezawodnych ładowarek renomowanych firm lub certyfikowanych przez producenta twojego telefonu.

Tanie lub niecertyfikowane ładowarki (w szczególności kiepskie ładowarki bezprzewodowe) mogą generować nadmierne ciepło, co uszkadza baterię telefonu. Takie uszkodzenia zwykle występują przez dłuższy czas i prowadzą do powstawania bąbelków lub zwarć w baterii. Warto zauważyć, że tania ładowarka nie „przeładuje” telefonu, ponieważ telefony mają wbudowane ograniczniki napięcia, które zapobiegają przeładowaniu lub zbyt szybkiemu ładowaniu.

Znalezienie odpowiedniej ładowarki do telefonu jest stosunkowo łatwe. Możesz kupić ją bezpośrednio od producenta, sprawdzić recenzje przed zakupem lub wyszukać w Internecie najlepsze ładowarki do swojego modelu. Jeśli masz urządzenie Apple, zwróć uwagę na ładowarki z certyfikatem MFi, a w przypadku ładowarek bezprzewodowych poszukaj certyfikatu Qi.

Nie zginaj ani nie dźgaj telefonu

Fizycznie uszkodzony akumulator litowo-jonowy może spowodować zwarcie, nagromadzenie gazów lub zapalenie się. Jeśli nie demontujesz telefonu dla zabawy, nie powinieneś się tym martwić. Często przy upuszczeniu telefonu najpierw pęka wyświetlacz, zanim bateria zostanie uszkodzona.

Dlaczego tak się dzieje? Akumulatory litowo-jonowe zawierają cienką warstwę litu i tlenu, oddzieloną roztworem elektrolitu. Gdy ten roztwór zostanie naruszony, warstwy litu i tlenu reagują, co inicjuje proces egzotermicznego rozkładu i ucieczki termicznej.

Może to się zdarzyć także podczas wymiany baterii. Przebicie lub zgięcie akumulatora litowo-jonowego może prowadzić do uszkodzeń mechanicznych, co w konsekwencji może spowodować zapalenie się akumulatora. Należy unikać dźgania baterii, ponieważ może to prowadzić do uwolnienia toksycznych gazów.

Większość eksplozji telefonów spowodowana jest złą produkcją

Podczas gdy przeładowanie i przegrzanie brzmią jak niebezpieczne czynniki, rzadko prowadzą do pożarów czy eksplozji. Powolne uszkodzenia mechaniczne zwykle niszczą baterię, zanim ta zdąży przejść do niekontrolowanej temperatury. Wbudowane funkcje bezpieczeństwa zapobiegają również tym problemom.

Los telefonu często zależy od procesu produkcyjnego. Jeśli urządzenie ma eksplodować, niewiele można na to poradzić.

Akumulatory litowo-jonowe zawierają lit, który jest niestabilnym metalem. Ta niestabilność jest korzystna do przechowywania energii, ale może być katastrofalna w połączeniu z innymi metalami. Niestety, akumulatory muszą zawierać nikiel, kobalt i grafit, co podczas produkcji może prowadzić do zanieczyszczenia wnętrza akumulatora, co z kolei skutkuje niestabilnością chemiczną i eksplozjami.

Problemy mogą także wynikać z niskiej jakości montażu. Akumulatory litowo-jonowe są składane z różnych elementów, a źle wykonane połączenia mogą prowadzić do wysokiego oporu elektrycznego, generując ciepło, które może prowadzić do zwarć.

Spokojnie, Twój telefon prawdopodobnie nie wybuchnie

Podczas kontrowersji związanej z Galaxy Note 7, od 90 do 100 Note 7 doznało eksplozji, zapłonu lub przegrzania, co stanowi mniej niż 1% z 2,5 miliona sprzedanych egzemplarzy. Choć globalna pamięć Samsunga prawdopodobnie zniekształciła te liczby, eksplozje telefonów są niezwykle rzadkie.

Nadal jednak warto zachować ostrożność. Unikaj kupowania zupełnie nowych telefonów bez uprzedniego sprawdzenia ich w Internecie. Chociaż problemy mechaniczne rzadko prowadzą do eksplozji, nie warto ryzykować. Nie zostawiaj telefonu w gorącym samochodzie, korzystaj z certyfikowanych ładowarek i unikaj uszkodzeń fizycznych.

Źródła: Natural Communications / PMC, Uniwersytet Baterii, Moc baterii, Michigan Engineering