Zašto bi baterija telefona mogla eksplodirati: dublji pogled
Nedavno je slučaj prijavio 9to5Mac pri čemu je biciklista zadobio opekotine trećeg stupnja zbog nogu uslijed zahvaćene vatre iPhone 6. vijesti od spontano hvatanja baterija telefona nije ništa novo, prije je opsežno pokriveno nekoliko užasnih fotografija spaljenih žrtava. Pa ipak, zrak nije čist i pokušat ćemo objasniti stvarni znanstveni fenomen koji dovodi do eksplozija umanjenih za sve one fotografije koje bi vam mogle činiti mučninu.
Osnovna tehnologija baterija u pametnom telefonu nije primijetila revolucionarni napredak u posljednja dva desetljeća, ali sve oko njega napredovalo je skokovima i granicama. Od upravljanja baterijama, načina punjenja pa sve do kablova ugrađeni IC-i, danas napajamo naše baterije na najfinjeniji način.
Pa se postavlja pitanje, zašto ne bismo mogli spriječiti da te proklete baterije ne zapnu u sebe i bilo šta u blizini u dimu i plamenu? Pa da bismo odgovorili na to pitanje, moramo zaroniti u srednjoškolsku znanost, ne u vratu, već u struku.
Litij-ionske baterije su 'čvrste'
Struktura Li-ion baterija igra vrlo važnu ulogu u razumijevanju zašto litij-ionske baterije dolaze s toliko upozorenja. Kao što je prikazano na slici dolje, Anode i katoda, dvije osnovne komponente baterije su u obliku listova. Između njih postoji porozni list 'separatora' kako bi se spriječio kratki spoj. Cijela ova kombinacija Anoda odvajač- katodna nekoliko puta se slaže u nekoliko mm debljine vaše prosječne baterije.
Takvo čvrsto pakiranje omogućava kapacitet od nekoliko tisuća mAh u samo nekoliko mm debljine, ali je i nezaobilazan recept za katastrofe, što ćemo uskoro vidjeti.
The Bane: Termalno bijeg
U bilo kojoj bateriji, ako anoda i katoda dolaze u neposredan dodir jedni s drugima, dolazi do kratkog spoja. To je loše za bateriju jer povećava unutarnja temperatura baterije, A u slučaju Li-ion baterija, još je gore jer započinje ciklus samopražnjenja, dodatno povećavajući temperaturu. To se naziva 'Toplinsko bijeg'. A to djeluje kao prethodnica eksplozija.
Ovdje je usko nabijena struktura litij-jonskih baterija vlastiti neprijatelj jer je anodna katoda odvojena od strane vrlo tankog separatora. Također, visoka energetska gustoća Li-ion baterija djeluje kao gorivo za vatru, nakon što Thermal Runaway počne.
Glavni razlozi zašto to može eksplodirati
Ti generirani plinovi uzrokuju nakupljanje tlaka unutar akumulatora, što u konačnici dovodi do eksplozije.
Kratki spoj u akumulatoru ne nastaje sam od sebe. Brojni su čimbenici u rasponu od proizvodnog procesa do vanjskih čimbenika, poput punjenja i radnog okruženja, koji su razrađeni u nastavku.
Defekti proizvodnje
Prvo na popisu uzroka zbog kojih se baterija neprestano povećava u proizvodnji i kvaliteti procesa. To je također dominantan uzrok koji odjekuje u činjenicu da su mu jeftiniji baterije i telefoni podložniji. Iako izrada ćelije za Li-ion nije raketna znanost, još uvijek se mora održavati određena razina QC-a jer su materijali uključeni opasno i nestabilno (litij).
Jeftinije baterije obično koriste separator slabije kvalitete, koji se brzo degradira uzrokujući kratki spoj. Takve se baterije također ne sastavljaju u čistom okruženju što uzrokuje taloženje čestica oko terminala, što opet dovodi do kratkog spoja. Vanjsko kućište također nije odgovarajuće i neadekvatno je za održavanje tupih sila i udara.
Praksa punjenja
Imate li telefon za punjenje preko noći ili pražnjenje do 1%? Ako radite i jedno i drugo, ne brinite, telefon neće nazdraviti, već će vremenom samo utjecati na zdravlje vaše baterije. Li-ionske baterije su miroljubive u rasponu od 3,7 do 4,2 volta, ali punjenje ih iznad 5 volti ili pražnjenje ispod 3,2 volta će ih izazvati.
Svi pametni telefoni danas imaju ugrađene sklopove kako bi spriječili napon koji prelazi granice, ali opet kod jeftinijih i nestandardnih verzija, ti sklopovi prvi su na kaputu. Nestandardni punjači također su jednako opasni, čak i više jer uključuju napajanje mrežom, što može biti smrtonosno za vas kao i vašu bateriju.
Korisnici iPhonea: Posvećeni smo vodič za punjenje iPhonea pravi put.
Fizičko oštećenje
Ako pogledamo povijest prštenih telefonskih slučajeva, osnovnim razlogom smatra se da je baterija telefona nestandardna ili lažna. Ali u ovom slučaju krivac je kako je iPhone krivac, to možemo isključiti. Čini se da je vjerojatni uzrok težak utjecaj od pada, što dovodi do puknuća separatora i velikog kratkog spoja. Zbog toga se ne savjetuje da svoj telefon uklapate u bijes.
Na kraju, malo bi se trebalo reći i o vrućini. Potpuno fina, visokokvalitetna baterija također će se podvrgnuti Thermal Runawayu, ako vanjska temperatura duže vrijeme ostane iznad 60 Celzijevih stupnjeva. Stoga izbjegavajte da dulje vrijeme postavljate telefon u blizini kamina, grijača u sobi ili na suncu.
Sljedeća tablica BatteryUniversity vodi vas prema sigurnim temperaturama.
Ali zašto eksplozija?
Ne upuštajući se više u tehničke stvari, kada se zbog nekog od gore navedenih razloga dogodi Thermal Runaway, toplina unutar akumulatora raste. Nadalje, zbog urođenog fenomena bijega, toplina unutar može doseći i do 150 stupnjeva Celzijusa (302 F),
Pri toj temperaturi se razdvaja između listova, što uzrokuje kratki spoj na većoj skali.
Odvajač za taljenje i super zagrijani elektrolit prolaze neke super složene kemijske reakcije stvarajući neke plinove. Ti generirani plinovi uzrokuju nakupljanje tlaka unutar akumulatora, što u konačnici dovodi do eksplozije. Ali to nije uvijek rezultat, ponekad se baterija može jednostavno ispuhati i pokvariti.
1.Za gašenje vatre i sprečavanje širenja na dodatne zapaljive materijale upotrijebite zamjensku halonu, halon ili aparat za gašenje vode.
2.Nakon gašenja požara, mazite uređaj vodom ili drugim bezalkoholnim tekućinama kako biste uređaj ohladili i spriječili da dodatne baterije baterija dođu do termičkog otpada.
I u svakom nesretnom slučaju, neka baterija u vašoj blizini odluči započeti samo sagorijevanje, gore navedeni savjet FAA(PDF datoteka) treba slijediti za uklanjanje vatre.
Pa što smo naučili?
Ono što možemo zaključiti je da pod-parne baterije i komponente igraju glavnu ulogu u kvarovima. Jeftini punjači a kabeli su podjednako podložni. No to neće prouzrokovati dulje vrijeme ako držite telefon uključen. I namjerno oštećuju baterije, pa i one spadaju u skupinu Idioti na poslu kategorija oko koje se ništa ne može učiniti. Također svaka neispravna baterija ne pretvara se u TNT, a neki samo ispuhuju, curi ili ne prestaju raditi.
Nadam se da je ovaj objašnjavatelj znanstveno odgovorio na naslovno pitanje. Ako imate još gorućih pitanja, slobodno nam pišite putem komentara. Sretno i sigurno punjenje.
TAKO PROČITAJTE:Može li prijenosna elektroenergetska banka uštedjeti vaš odmor kakav je spasio moj?