Dlaczego telefony wybuchają? (I jak temu zapobiec)

Co kilka lat eksplodujące telefony znajdują sposób, by zdominować cykl wiadomości. I chociaż te wypadki są niezwykle rzadkie, trochę trudno je zrozumieć. Dlaczego telefony wybuchają? A skąd mam wiedzieć, że mój telefon nie wybuchnie?

Ucieczka termiczna powoduje wybuchy telefonów

Za każdym razem, gdy bateria litowo-jonowa eksploduje lub zapala się, przechodzi proces zwany niekontrolowaną temperaturą. Ten proces może być nieco trudny do zrozumienia, więc postaramy się, aby wszystko było krótkie, słodkie i wolne od gęstego naukowego żargonu.

Akumulatory litowo-jonowe zawierają tonę ogniw litowo-jonowych. Każda z tych komórek ma krytyczną temperaturę – potraktuj ją jako temperaturę wrzenia. Po osiągnięciu krytycznej temperatury ogniwa (z powodu ciepła zewnętrznego, przeładowania, uszkodzenia lub słabej produkcji), przechodzi ono w egzotermiczny rozkład. Zasadniczo sama komórka zaczyna wydzielać tonę ciepła.

Schemat wyjaśniający ucieczkę termiczną

Rozpoczyna to proces ucieczki termicznej, która jest zasadniczo pętlą dodatniego sprzężenia zwrotnego (na przykład po umieszczeniu mikrofonu obok głośnika). Gdy komórka przejdzie egzotermiczny rozkład i uwolni ciepło, sąsiednie komórki osiągną własne temperatury krytyczne. W zależności od szybkości tego procesu bateria może cicho skwierczeć, zapalić się lub spowodować niewielką eksplozję.

Teraz, gdy rozumiemy proces ucieczki termicznej, znacznie łatwiej jest określić, jak, kiedy i dlaczego telefony (wśród innych urządzeń litowo-jonowych) eksplodują.

Jeśli jednak Twój telefon lub inne urządzenie ma spuchniętą baterię, zechcesz coś z tym zrobić teraz.

Nie zostawiaj telefonu w samochodzie

Jeśli mieszkasz w zaśnieżonym obszarze, prawdopodobnie wiesz, że akumulatory samochodowe działają najlepiej, gdy są trochę ciepłe – powiedzmy 80 stopni Fahrenheita. Prawdopodobnie zdajesz sobie również sprawę, że zbyt duże ciepło może zniszczyć akumulator, a także inne elementy w samochodzie. Cóż, to samo dotyczy baterii do telefonów.

Kiedy akumulator litowo-jonowy rozładowuje się w wysokiej temperaturze (siedząc na zewnątrz lub w samochodzie), jego ogniwa mogą stać się nieco niestabilne. Mogą nie ulec egzotermicznemu rozkładowi, ale mogą trwale zwrzeć, ulec pogorszeniu lub (co dziwne) wytwarzać gazy, takie jak tlen i dwutlenek węgla. Gazy te mogą spowodować nadmuchanie baterii jak balon, co powoduje powstanie ciśnienia (energia, która może spowodować wybuch) lub zagrozić strukturze baterii.

Oczywiście proces ten może przyspieszyć, jeśli akumulator litowo-jonowy jest ładowany przy wysokiej temperaturze zewnętrznej. Dlatego większość telefonów przerywa proces ładowania lub wyłącza się, jeśli zbytnio się nagrzeją.

To powiedziawszy, Twój telefon prawdopodobnie nie wybuchnie po pozostawieniu go w gorącym samochodzie przez jeden dzień. I chociaż trwałe zwarcia i wzrost ciśnienia mogą prowadzić do niekontrolowanej temperatury, te powolne formy degradacji mechanicznej zwykle powodują pęknięcie baterii, zanim będzie miała szansę wybuchnąć. Ponadto telefony i akumulatory litowo-jonowe mają wbudowane funkcje bezpieczeństwa które zapobiegają wymykaniu się wolno tworzącym się problemom mechanicznym. Pamiętaj tylko, że te funkcje bezpieczeństwa zwykle prowadzą do śmierci telefonu.

Używaj niezawodnych lub certyfikowanych urządzeń ładujących

Ogólnie rzecz biorąc, każda ładowarka będzie działać z każdym urządzeniem. Stary lub tani kabel micro-USB będzie działał z nowszymi telefonami, a zupełnie nowa superszybka ładowarka będzie działać ze starymi urządzeniami. Ale prawdopodobnie powinieneś trzymać się niezawodnych ładowarek dobrych firm lub ładowarek certyfikowanych przez producenta twojego telefonu.

Tanie lub niecertyfikowane ładowarki (zwłaszcza kiepskie ładowarki bezprzewodowe) mogą generować nadmierne ciepło i uszkodzić baterię telefonu. Zwykle takie uszkodzenie występuje przez długi czas i prowadzi do powstania „bąbelków” lub szortów w baterii telefonu. Ponownie, tego rodzaju powolne uszkodzenia mechaniczne prawie zawsze niszczą telefon, zanim może on stanąć w płomieniach.

IPhone ładujący się w samochodzie

Ale nie martw się, tania ładowarka nie „przeładuje” telefonu (choć niewątpliwie spowodowałoby to eksplozję). Telefony mają wbudowane ograniczniki napięcia, które zapobiegają przeładowaniu lub ładowaniu, które jest „zbyt szybkie” dla baterii.

Znalezienie odpowiedniej ładowarki do telefonu jest zaskakująco łatwe. Możesz kupić ładowarkę bezpośrednio od producenta telefonu, sprawdzić recenzje Amazon dotyczące ładowarki przed jej zakupem lub wyszukać w Google nazwę swojego telefonu ze słowami „najlepsze ładowarki”. Jeśli masz urządzenie Apple, powinieneś również zwrócić uwagę na ładowarki z certyfikatem MFi, a jeśli kupujesz ładowarkę bezprzewodową, poszukaj Certyfikat Qi urządzenie.

Nie zginaj ani nie dźgaj telefonu

Fizycznie uszkodzony akumulator litowo-jonowy może spowodować zwarcie, nagromadzenie gazów lub zapalenie się na miejscu. Jeśli nie rozbierasz telefonu lub nie zepsujesz go dla zabawy, nie jest to problem, o który musisz się martwić. Podczas upuszczania telefonu ważne elementy, takie jak wyświetlacz, zwykle pękają, zanim bateria zostanie uszkodzona.

Dlaczego to się dzieje? Cóż, akumulatory litowo-jonowe zawierają cienką warstwę litu i cienką warstwę tlenu. Roztwór elektrolitu oddziela te arkusze. Kiedy ten roztwór zostanie rozerwany lub przebity, warstwy litu i tlenu reagują, co inicjuje egzotermiczny rozkład i ucieczkę termiczną.

W niektórych przypadkach może się to zdarzyć podczas wymiany baterii telefonu. Przebicie lub zgięcie akumulatora litowo-jonowego może powodować uszkodzenia mechaniczne, a jeśli akumulator nie jest odpowiednio obsługiwany podczas instalacji, może się zapalić (natychmiast lub po pewnym czasie). Niedawno zapalił się kobiecy iPhone po wymianie baterii w nieoficjalnym warsztacie, jak również w niektórych sklepach Apple radził sobie z pożarami podczas wymiany baterii iPhone’a 6.

Poza tym, na marginesie, nie dźgaj baterii dla zabawy. Możesz uniknąć pożaru lub niewielkiej eksplozji, ale nie będziesz w stanie uniknąć toksycznego gazu uwalnianego przez płonącą baterię litowo-jonową.

Większość eksplozji telefonów spowodowana jest złą produkcją

Podczas gdy przeładowanie i przegrzanie brzmią jak niebezpieczne koszmary powodujące wybuch baterii, rzadko powodują pożary lub eksplozje. Powolne uszkodzenia mechaniczne mają tendencję do niszczenia baterii, zanim będzie miała szansę dostać się do niekontrolowanej temperatury, a wbudowane funkcje bezpieczeństwa zapobiegają wymknięciu się tych usterek spod kontroli.

Zamiast tego los telefonu jest zwykle określany podczas procesu produkcyjnego. Jeśli telefon ma eksplodować, niewiele można z tym zrobić.

Maszyna składająca smartfon

Akumulatory litowo-jonowe zawierają lit, niezwykle niestabilny metal. Ta niestabilność jest świetna do przechowywania i przenoszenia energii elektrycznej, ale może być katastrofalna, gdy zostanie niewłaściwie zmieszana z innymi metalami. Niestety, akumulatory litowo-jonowe również muszą zawierać nikiel, kobalt i grafit. Podczas procesu produkcyjnego metale te mogą osadzać się na urządzeniach produkcyjnych, które mogą następnie zanieczyścić wnętrze akumulatora litowo-jonowego i spowodować niestabilność chemiczną, zwarcia i eksplozje.

Problemem może być również słaby montaż. Podobnie jak drapacz chmur lub samochód, akumulatory litowo-jonowe są spawane ze sobą z różnych części, a złe spawanie może powodować duży opór elektryczny. Ten opór (tarcie) generuje ciepło, które może powodować zwarcia i problemy mechaniczne w bardzo krótkim czasie.

Spokojnie, Twój telefon prawdopodobnie nie wybuchnie

Podczas całej kontrowersji dotyczącej Galaxy Note 7, od 90 do 100 Note 7 eksplodował, zapalił się lub przegrzał. To mniej niż 1% z 2,5 miliona Note 7, które Samsung wysłał do sklepów. Jasne, globalna pamięć Samsunga prawdopodobnie powstrzymała te liczby przed wzrostem, ale jasne jest, że eksplozje telefonów są niezwykle rzadkie.

To powiedziawszy, nadal powinieneś uważać na wybuchające telefony. Unikaj kupowania zupełnie nowych telefonów i przeprowadź szybkie wyszukiwanie w Google przed zakupem nowego telefonu. I chociaż wolno powstające problemy mechaniczne rzadko prowadzą do eksplozji telefonów, nie jest to ryzyko, które warto podjąć. Nie zostawiaj telefonu w rozgrzanym samochodzie, używaj niezawodnych lub certyfikowanych ładowarek i nie dźgaj ani nie zginaj telefonu.

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