Čo spôsobuje vybitie batérie telefónu?

Vybuchnutie hovoru z batérie je niečo, čomu sa teraz nemôžete vyhnúť, a to vďaka problému s Samsung Galaxy Note 7. Je dobré diskutovať o tom, že čím viac ľudí o tom hovorí, tým je menej pravdepodobné, že dieťa bude zranené zlyhanie batérie. Pokiaľ nenávidíme produkt, ktorý sa nám páči, vyskytnú sa problémy s bezpečnosťou, nenávidíme, keď sa ľudia viac zrania.

Poznámka 7 však nie je prvým telefónom, ktorý kedy prekonal problémy s batériou, a nebude posledný. Ak budeme používať telefóny s lítium-iónovými článkami, vždy dôjde k ojedinelým prípadom zlyhania batérií. Poznámka 7 nie je prvý telefón, ktorého batéria si vyžaduje rozsiahle obnovenie, pretože pod kapotou je niečo zlé - ako dlhodobá Nokia fanúšikovia to vedia príliš dobre. To sa stáva. Nikdy to nie je dobrá vec, ale je to vec. Poďme hovoriť o tom, prečo sa to môže stať.

Ako funguje batéria telefónu

Prvá vec, ktorú musíme pochopiť, je, ako presne funguje lítium-iónová batéria v telefóne. Názov nám naznačuje, že elektrina sa prenáša z jednej elektródy na druhú pomocou nabitých lítiových iónov.

Elektrina vyhovuje chémii a metalurgii - to je to, čo umožňuje batériu.

Lítium-iónové batérie akumulujú, prenášajú a uvoľňujú energiu z dôvodu prírodných chemických reakcií. Batéria má dve elektródy - anódu a katódu. Katóda je pripojená na kladné (+) spojenie na batérii a drží kladne nabité ióny a anóda je pripojená na záporné (-) pripojenie a drží (uhádli ste) záporne nabité ióny.

Medzi týmito dvoma elektródami je elektrolyt. Elektrolyt v lítiovej batérii je (zvyčajne) pasta z organického rozpúšťadla, ktorá má ako súčasť svojho zloženia veľmi veľké množstvo kovových solí (vo väčšine prípadov tento kov je lítium). Vďaka tomu je elektricky vodivý - môže ním prechádzať elektrina. Anóda a katóda sú v elektrolyte a sú oddelené fyzickou bariérou, aby sa nemohli dotknúť.

Keď vybijete batériu (keď telefón používate a nenabíjate), katóda vytlačí pozitívne nabité ióny a záporne nabitá anóda ich priťahuje. Elektrina prúdi z anódy cez zariadenie a potom späť do katódy. Áno, elektrina prechádza cez slučku a nie je „spotrebovaná“ pri napájaní veci. Keď nabíjate telefón, dochádza k spätnému chodu a ióny putujú z katódy cez elektrolyt do anódy.

Lítium je dokonalým prvkom pre nabíjateľné batérie: Je ľahký, ľahký na nabíjanie a dlho drží nabíjanie.

Keď tieto ióny prídu do kontaktu s nabitými atómami v elektróde, elektrochemická reakcia nazývaná oxidačná redukcia (redox) uvoľní nabité elektróny na cestu von cez kontakty batérie, ktoré sú pripojené k elektródam. Týmto spôsobom sa nabíjajú lítiové ióny v elektrolyte, až kým nezostane dosť miesta, ktoré by mohlo udržať kladný náboj, ktorý je dostatočne silný na to, aby sa pohyboval cez pastu na elektrolyt, a vaša batéria sa už nebude nabíjať.

Lítium je najľahší kov - číslo tri v periodickej tabuľke. Je to tiež veľmi vzrušujúce, čo uľahčuje vytvorenie silnej chemickej reakcie. Vďaka tomu je takmer dokonalý kov na použitie v prenosnej nabíjateľnej batérii. Je ľahký, ľahko sa nabíja a nabíjanie trvá dlho.

Čo môže spôsobiť vybuchnutie batérie?

Pre začiatočníkov definujme, čo v tomto prípade znamená výbuch. Elektrolytická pasta vo vnútri lítium-iónovej batérie je mimoriadne prchavá. Môže (a bude) prudko reagovať na iné kovy a má veľmi nízku teplotu topenia (180 stupňov Celzia). Vo vnútri utesneného puzdra na batériu sa generovaný tlak môže zvyšovať, až kým sa puzdro neroztrhne a potom rýchlo unikne. Tlak spôsobuje extrémne horúce tekutiny z elektrolytu, ktoré môžu spôsobiť vzplanutie iných vecí. Niektoré lítiové batérie sú odvetrávané únikovým otvorom, takže sa pod tlakom neroztrhnú. Ak sa puzdro batérie roztrhne a prehriata tekutina naplnená roztavenými kovmi sa pod tlakom vylúči, spôsobí to explóziu.

Existujú dva jednoduché spôsoby, ako spôsobiť výbuch lítiovej batérie - teplo a fyzické poškodenie. Pozrime sa na oboje.

Prehrievanie a prebíjanie

Toto je najbežnejší dôvod zlyhania batérie. V nabíjacom obvode sa niečo pokazilo a chemická reakcia naďalej poháňa vstupný výkon. Jedno miesto v batérii sa nakoniec príliš zahrieva a pretože sa stále nabíja, nemôže sa ochladiť, čo spôsobuje tzv. Tepelný útek.

V tomto prípade horúca časť začína generovať svoje vlastné teplo, ktoré spôsobuje prehrievanie ďalších oblastí v elektrolyte a spôsobuje prehrievanie ďalších miest v batérii. Teplo rozširuje elektrolyt a vytvára paru, vytvára tlak, až kým sa puzdro batérie nerozdelí a nevytlačí všetok tlak a niektorú veľmi horúcu, veľmi lepivú (a veľmi horľavú, akonáhle je vystavená vzduchu), tekutú tekutinu.

Tepelná útek môže nastať dosť rýchlo, aby ste nepocítili teplo skôr, ako dôjde k zlyhaniu batérie.

Ak dôjde k takému prasknutiu, môže to spôsobiť fyzické poškodenie vecí, ktoré sú mu blízke - pri držaní telefónu, obvodových dosiek a skla alebo plastu. Tieto materiály môžu tiež vznietiť teplo, čo spôsobuje, že unikajúci elektrolyt sa vznieti a pôsobí ako napalm - oheň, ktorý sa drží na veciach, až kým cez ne horí alebo sa nespáli.

Proces tepelného úniku môže nastať veľmi rýchlo a veci sa môžu od normálneho k katastrofickému zlyhaniu vo vnútri batérie pred tým, ako sa teplo prenesie z telefónu do rúk. Našťastie majú stovky miliónov lítiových batérií, ktoré sa každý rok vyrábajú, extrémne nízku (takmer štatisticky nevýznamnú) mieru zlyhania v dôsledku tepelného úniku, čiastočne z dôvodu bezpečnostných opatrení (vyžaduje sa predplatné), ako sú nehorľavé prísady do elektrolytu a povlaky.

Keď vám telefón povie, že je príliš horúci a nenabíja sa ani nespúšťa plnou rýchlosťou, musí sa ochladiť, aby nedošlo k tepelnému úniku. Vypočujte si malé kontextové okno a nechajte ho vychladnúť.

Mechanické poškodenie

Lítiové batérie sú navrhnuté tak, aby boli ľahké, dodávali vysoký výkon a aby sa dali ľahko nabíjať. To znamená, že vonkajší obal a bariéra (y) oddeľujúce elektródy sú veľmi tenké a ľahké, pričom väčšina hmotnosti pochádza z častí, ktoré môžu skutočne napájať váš telefón.

Pretože priečky a puzdro sú tenké, dajú sa ľahko prepichnúť alebo roztrhnúť. Ak je štruktúra samotnej batérie poškodená takým spôsobom, že sa elektródy dotknú, dôjde ku skratu. Okamžitý elektrický výboj je výbušný, ktorý môže (a bude) zahrievať elektrolyt a vytvárať tlak na jeho vytlačenie cez akékoľvek praskliny v puzdre batérie. Je horúco, je horľavý a je v kontakte s iskrou. To je recept na katastrofu.

Je horúco, je horľavý a je v kontakte s iskrou. To je recept na katastrofu.

Tenké puzdro je tiež bezpečnostným opatrením, aj keď to znie šialene. Tenší kov sa ľahšie pretrhne, takže vo vnútri utesneného puzdra sa môže vytvoriť menší tlak - v podstate sa vytvorí vetrací otvor. Vytlačenie horľavej horľavej kvapaliny pod tlakom nie je dobrá vec. Horšie je nechať vyvíjať väčší tlak, kým sa nerozbije hrubší prípad.

Iné kovy prichádzajúce do styku s elektrolytovou pastou môžu tiež vytvárať iskru, ktorá vedie k zlyhaniu. Nechám vás vyhľadávať na YouTube, aby ste videli neuveriteľne hlúpe ľudí, ktorí prepichujú batérie telefónu, aby ich vybuchli. Reakcia na cudzí kov robí to isté ako krátky, ale v menšom meradle.

A čo poznámka 7?

Obrázok kredit reddit crushader používateľa

Pre začiatočníkov nikto okrem spoločnosti Samsung nevie, prečo batérie v niektorých poznámkach 7 vybuchli. Rozoslali krátke vyhlásenie cez svoju britskú divíziu, ktorá v skutočnosti nedáva zmysel. Formulácia „anóda na katódu prišla do kontaktu“ znie, akoby opisovala krátko, ale ako je napísané, neznamená to nič. V takomto prípade sa nebudem snažiť interpretovať niečo, čo nie je jasné. Môžem však povedať, že to, čo považujem za quarterbacku kresla, ktorý nikdy nevidel explóziu alebo inšpekciu poznámky 7, ktorá explodovala sama osebe, situácia, keď anóda krátko priliehala na katódu, má najväčší zmysel.

Pretože ľudia nahlásili zlyhanie batérie Note 7 bez toho, aby bola zapojená a veľká časť telefónov, ktoré vidíme na obrázkoch, nie je spálená, budem predpokladať, že nejde o teplotnú útek, aj keď Health Canada nepriamo hovorí osamelý zlyhanie v Kanade bolo prehriatie,

Ktokoľvek mimo spoločnosti Samsung môže urobiť vzdelaný odhad toho, čo sa deje.

Tepelná úniková situácia nie je taká „okamžitá“ ako priama krátka doba a excitované elektrolytové riešenie by trvalo dlhšie, než by sa vybila vybitá batéria, potom by pokračovalo aj po výbuchu, ktorý praskne v prípade. Spálilo by sa viac ako len časť telefónu, ako aj iné predmety v bezprostrednej blízkosti. Tepelný výbuch by tiež spôsobil napučiavanie batérie skôr, ako by sa prasklo pružné puzdro, a bez priestoru pre rozšírenie by napučaná batéria praskla vonkajšiu škrupinu telefónu. Na YouTube sú videá, ktoré ukazujú, ako sa to deje, a tu je skvelý (aj keď starý) príklad toho, kto obchádza bezpečnostné opatrenia, aby sa tak stalo. Niekto by sa zmienil o tom, že sa telefón napučal skôr, ako vybuchol.

Tiež si nemyslím, že s elektrolytom prichádzajú do styku nejaké cudzie predmety alebo zvyšky z výroby. Viem, že je to populárna teória, ale ak v sérii batérií (nie sme si istí, aká veľká je v tomto prípade „dávka“) všetky majú malé častice v elektrolyte, mali by sme vidieť oveľa viac Poznámka 7s exploduje.

Zdá sa mi, že skrat vo vnútri batérie alebo v nabíjacom obvode v kombinácii s elektrolytom, ktorý bol ošetrený nehorľavými prísadami, je pravdepodobnejší. Rýchla explózia, ktorá uvoľní malé množstvo tlaku a tekutiny naraz, by sa mohla rýchlo spáliť, ak by nič nebolo v kontakte s telefónom. Keď je telefón v kontakte s horľavými predmetmi, napríklad v sídle Jeepu, môže to spôsobiť požiar.

Samozrejme, môže existovať mnoho ďalších faktorov, o ktorých nevieme. Výrobný proces používaný na výrobu lítium-iónovej batérie pre telefón ich robí veľmi bezpečnými. Existuje však aj veľa vecí, ktoré by sa mohli pokaziť.

Predbežná správa spoločnosti Samsung kórejským regulačným orgánom obviňovala výrobnú chybu, ktorá spôsobila kontakt dosiek v batérii a vyvolala „nadmerné teplo“. V správe sa uvádza, že na presnú príčinu je potrebná ďalšia analýza.

Počiatočné závery naznačujú chybu vo výrobe, ktorá vyvolala tlak na platne obsiahnuté v článkoch batérie. To zasa priviedlo do kontaktu negatívne a pozitívne póly, čo vyvolalo nadmerné teplo. Spoločnosť Samsung však zdôraznila, že na určenie „presnej príčiny“ poškodenia batérie je potrebné vykonať dôkladnejšiu analýzu.

Čo vieme o Poznámke 7 a jej batérii

Nemáme tušenie, čo sa presne deje s poznámkou 7, ani nikoho mimo Samsung. Môžeme však urobiť vzdelaný odhad na základe malého dôkazu, ktorého sme si vedomí. A nakoniec na tom nezáleží. Poznámka 7 bola spoločnosťou Samsung určená ako chybná a všetci by sme ich mali prestať používať a vracať. Náhrada bez problému je vo výrobe a už je na ceste k predajnému kanálu. Nepotrebujeme vedieť, prečo exploduje, aby sme vedeli, že by sme sa ho mali zbaviť.

Spoločnosť Samsung odporúča vypnúť poznámku 7 a prestať ju používať.

Spoločnosť Samsung a váš dopravca (alebo ďalší maloobchodníci, ako je Target alebo Best Buy), majú zavedené zásady a metódy, ktoré vám umožňujú vrátiť vašu poznámku 7 bez straty akýchkoľvek peňazí. Niektoré ponúkajú pôžičkové zariadenia, ktoré môžete vrátiť po oprave telefónov s poznámkou č. 7, ktoré sa dostanú na police, zatiaľ čo iné jednoducho ponúkajú okamžitú náhradu. Každá z týchto možností je lepšia ako riskovať ruku alebo tvár, ak dôjde k zlyhaniu batérie.

Zostavili sme všetko, čo potrebujete vedieť na jednom mieste, a radi zodpovieme aj všetky otázky, ktoré môžeme v komentároch alebo na sociálnych médiách odpovedať.

Samsung Galaxy Note 7 pripomína: Všetko, čo potrebujete vedieť