Τι κάνει την μπαταρία του τηλεφώνου να εκραγεί;

Η έκρηξη της συζήτησης της μπαταρίας είναι κάτι που δεν μπορείτε να ξεφύγετε αυτή τη στιγμή, χάρη σε ένα πρόβλημα με το Samsung Galaxy Σημείωση 7. Είναι καλή συζήτηση να έχετε: Όσο περισσότεροι άνθρωποι μιλούν γι 'αυτό, τόσο λιγότερο πιθανό είναι για ένα παιδί να πληγωθεί από ένα βλάβη της μπαταρίας. Όσο δεν μας αρέσει να βλέπουμε ένα προϊόν που μας αρέσουν τα ζητήματα ασφάλειας, δυσκολεύουμε να δούμε ότι οι άνθρωποι τραυματίζονται πολύ περισσότερο.

Αλλά η Σημείωση 7 δεν είναι το πρώτο τηλέφωνο που ποτέ δεν έχει προβλήματα μπαταρίας και δεν θα είναι το τελευταίο. Θα υπάρξουν πάντοτε μεμονωμένα περιστατικά μπαταριών που αποτυγχάνουν όσο χρησιμοποιούμε τηλέφωνα με κελιά ιόντων λιθίου και η Σημείωση 7 δεν είναι το πρώτο τηλέφωνο του οποίου η μπαταρία χρειάστηκε μια ευρεία ανάκληση επειδή κάτι είναι λάθος κάτω από την κουκούλα - οι φίλοι ξέρουν πολύ καλά. Συμβαίνει. Ποτέ δεν είναι καλό, αλλά είναι κάτι. Ας μιλήσουμε για το γιατί μπορεί να συμβεί.

Πώς λειτουργεί η μπαταρία του τηλεφώνου σας

Το πρώτο πράγμα που πρέπει να καταλάβουμε είναι πώς ακριβώς λειτουργεί η μπαταρία ιόντων λιθίου στο τηλέφωνό σας. Το όνομα μας δίνει ένα υπαινιγμό - η ηλεκτρική ενέργεια μεταφέρεται από το ένα ηλεκτρόδιο στο άλλο χρησιμοποιώντας φορτισμένα ιόντα λιθίου.

Η ηλεκτρική ενέργεια που συναντά η χημεία συναντά τη μεταλλουργία - αυτό καθιστά δυνατή την μπαταρία.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου αποθηκεύουν, μεταφέρουν και απελευθερώνουν ενέργεια λόγω φυσικών χημικών αντιδράσεων. Η μπαταρία έχει δύο ηλεκτρόδια - μία άνοδο και μία κάθοδο. Η κάθοδος συνδέεται με τη θετική (+) σύνδεση της μπαταρίας και συγκρατεί τα θετικά φορτισμένα ιόντα και η άνοδος συνδέεται με την αρνητική (-) σύνδεση και κρατά (το μαντέψατε) αρνητικά φορτισμένα ιόντα.

Μεταξύ των δύο ηλεκτροδίων είναι αυτό που ονομάζεται ηλεκτρολύτης. Ο ηλεκτρολύτης σε μια μπαταρία λιθίου είναι (συνήθως) ένας πολτός οργανικού διαλύτη ο οποίος έχει ένα πολύ μεγάλο αριθμό μεταλλικών αλάτων (στις περισσότερες περιπτώσεις, το μέταλλο είναι λίθιο) ως μέρος του μακιγιάζ του. Αυτό το καθιστά ηλεκτρικά αγώγιμο - η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να περάσει μέσα από αυτό. Η άνοδος και η κάθοδος βρίσκονται στον ηλεκτρολύτη και διαχωρίζονται από ένα φυσικό φράγμα έτσι δεν μπορούν να αγγίξουν.

Όταν εκφορτίζετε την μπαταρία (όταν χρησιμοποιείτε το τηλέφωνό σας και δεν το φορτίζετε), η κάθοδος σπρώχνει τα θετικά φορτισμένα ιόντα μακριά και η αρνητικά φορτισμένη άνοδος τα προσελκύει. Η ηλεκτρική ενέργεια ρέει από την άνοδο, μέσω της συσκευής σας, στη συνέχεια πίσω στην κάθοδο. Ναι, η ηλεκτρική ενέργεια ταξιδεύει μέσω βρόχου και δεν "εξαντλείται" από το πράγμα που τροφοδοτείται. Όταν φορτίζετε το τηλέφωνό σας, συμβαίνει το αντίστροφο και τα ιόντα μετακινούνται από την κάθοδο μέσω του ηλεκτρολύτη στην άνοδο.

Το λιθίου είναι το τέλειο στοιχείο για τις επαναφορτιζόμενες μπαταρίες: Είναι ελαφρύ, εύκολο στην επαναφόρτιση και διατηρεί χρέωση για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Όταν αυτά τα ιόντα έρχονται σε επαφή με τα φορτισμένα άτομα σε ένα ηλεκτρόδιο, μια ηλεκτροχημική αντίδραση που ονομάζεται αναγωγή οξείδωσης (redox) ελευθερώνει τα φορτισμένα ηλεκτρόνια να ταξιδεύουν έξω μέσω των επαφών της μπαταρίας, οι οποίες συνδέονται με τα ηλεκτρόδια. Αυτό συνεχίζει να φορτίζει τα ιόντα λιθίου στον ηλεκτρολύτη μέχρι να μην υπάρχει αρκετό αριστερό μέρος που μπορεί να κρατήσει μια θετική φόρτιση αρκετά ισχυρή ώστε να κινηθεί μέσω της πάστας ηλεκτρολύτη και η μπαταρία σας δεν θα φορτίζεται πλέον.

Το λίθιο είναι το ελαφρύτερο μέταλλο - ο τρίτος στον περιοδικό πίνακα. Είναι επίσης πολύ ευερέθιστο, καθιστώντας εύκολο να δημιουργήσετε μια ισχυρή χημική αντίδραση. Αυτό το καθιστά σχεδόν τέλειο μέταλλο για χρήση σε μια φορητή επαναφορτιζόμενη μπαταρία. Είναι ελαφρύ, εύκολο στην επαναφόρτιση και συνεχίζει να κρατάει χρέωση για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Τι μπορεί να κάνει μια μπαταρία να εκραγεί;

Για αρχάριους, ας ορίσουμε τι σημαίνει έκρηξη στην περίπτωση αυτή. Η πάστα ηλεκτρολύτη μέσα σε μια μπαταρία ιόντων λιθίου είναι εξαιρετικά ασταθής. Μπορεί (και θα αντιδράσει) βίαια με άλλα μέταλλα και έχει πολύ χαμηλό σημείο τήξης (180 βαθμούς Κελσίου). Μέσα σε ένα σφραγισμένο περίβλημα της μπαταρίας, η παραγόμενη πίεση μπορεί να συσσωρευτεί μέχρι να σπάσει το περίβλημα και να διαφύγει γρήγορα. Η πίεση εκτελεί εξαιρετικά καυτά υγρά ηλεκτρολύτη που μπορούν να προκαλέσουν την ανάφλεξη άλλων αντικειμένων. Ορισμένες μπαταρίες λιθίου εξαερίζονται με μια οπή διαφυγής, έτσι ώστε να μην σπάνε υπό πίεση. Όταν το περίβλημα της μπαταρίας σπάσει και το υπερθερμανθέν υγρό γεμάτο με λιωμένα μέταλλα εκδιώκεται υπό πίεση, προκαλεί έκρηξη.

Υπάρχουν δύο εύκολοι τρόποι για να κάνετε μια μπαταρία λιθίου να εκραγεί - θερμότητα και φυσικές βλάβες. Ας δούμε και τα δύο.

Υπερθέρμανση και υπερφόρτιση

Αυτός είναι ο συνηθέστερος λόγος που αποτυγχάνει μια μπαταρία. Κάτι κάτι πάει στραβά στο κύκλωμα φόρτισης και η ισχύς εισόδου συνεχίζει να κινεί τη χημική αντίδραση. Μια θέση στην μπαταρία τελικά θα πάρει πολύ ζεστό και, δεδομένου ότι εξακολουθεί να φορτίζεται, δεν μπορεί να κρυώσει, προκαλώντας αυτό που είναι γνωστό ως θερμική διαφυγή.

Σε αυτήν την περίπτωση, το θερμό τμήμα αρχίζει να παράγει τη δική του θερμότητα, γεγονός που καθιστά άλλες περιοχές στον ηλεκτρολύτη υπερθέρμανση και προκαλούν υπερθέρμανση περισσότερων κηλίδων στην μπαταρία. Η θερμότητα επεκτείνει τον ηλεκτρολύτη και δημιουργεί ατμό, δημιουργώντας πίεση έως ότου διασπαστεί το περίβλημα της μπαταρίας και εξωθεί όλη την πίεση και πολύ ζεστό, πολύ κολλώδες (και πολύ εύφλεκτο όταν εκτίθεται στον αέρα).

Μια θερμική διαφυγή μπορεί να συμβεί αρκετά γρήγορα ώστε να μην αισθανθείτε ούτε τη θερμότητα πριν αποτύχει η μπαταρία.

Όταν συμβαίνει μια τέτοια ρήξη, μπορεί να προκαλέσει σωματική βλάβη στα πράγματα που είναι κοντά σε αυτήν - όταν κρατάτε ένα τηλέφωνο, πίνακες κυκλωμάτων και γυαλί ή πλαστικό. Αυτά τα υλικά μπορούν επίσης να πάρουν φωτιά από τη θερμότητα, η οποία με τη σειρά της κάνει τον διαφυγόντα ηλεκτρολύτη να αναφλεγεί και να δράσει σαν ναπάλμ - φωτιά που κολλάει στα πράγματα μέχρι να καεί μέσα από αυτά ή να καεί από μόνη της.

Η διαδικασία θερμικής διαφυγής μπορεί να συμβεί πολύ γρήγορα και τα πράγματα μπορούν να μεταβούν από "κανονική" σε καταστροφική αποτυχία μέσα στην μπαταρία πριν η θερμότητα μεταφερθεί ακόμη και από το τηλέφωνό σας στα χέρια σας. Ευτυχώς, τα εκατοντάδες εκατομμύρια μπαταριών λιθίου που παράγονται κάθε χρόνο έχουν εξαιρετικά χαμηλό (σχεδόν στατιστικά ασήμαντο) ποσοστό αστοχίας εξαιτίας της θερμικής διαφυγής, εν μέρει λόγω των μέτρων ασφαλείας (απαιτείται συνδρομή), όπως τα μη εύφλεκτα πρόσθετα στον ηλεκτρολύτη και τις επικαλύψεις.

Όταν το τηλέφωνό σας σας ενημερώνει ότι είναι πολύ ζεστό και δεν φορτίζει ή τρέχει με πλήρη ταχύτητα, πρέπει να κρυώσει, ώστε να μην συμβεί η θερμική διαφυγή. Ακούστε το μικρό pop-up και αφήστε το να κρυώσει.

Μηχανική ζημιά

Οι μπαταρίες λιθίου είναι σχεδιασμένες να είναι ελαφρές, να παρέχουν υψηλή απόδοση και να είναι εύκολα φορτισμένες. Αυτό σημαίνει ότι το εξωτερικό κέλυφος και το (τα) φράγμα (-α) που χωρίζουν τα ηλεκτρόδια είναι πολύ λεπτά και ελαφρά, με το μεγαλύτερο μέρος του βάρους να προέρχεται από τα μέρη που μπορούν να τροφοδοτήσουν πραγματικά το τηλέφωνό σας.

Επειδή τα χωρίσματα και η θήκη είναι λεπτές, είναι αρκετά εύκολο να παραμορφωθούν ή να σχιστούν. Αν η δομή της ίδιας της μπαταρίας είναι κατεστραμμένη με τρόπο που τα ηλεκτρόδια αγγίζουν, θα συμβεί βραχυκύκλωμα. Η στιγμιαία ηλεκτρική εκκένωση είναι εκρηκτική, η οποία μπορεί (και θα θερμαίνει) τον ηλεκτρολύτη και δημιουργεί πίεση για να τον σπρώξει μέσα από τυχόν ρήξεις στην θήκη της μπαταρίας. Είναι ζεστό, είναι εύφλεκτο και έρχεται σε επαφή με σπινθήρα. Αυτή είναι μια συνταγή για καταστροφή.

Είναι ζεστό, είναι εύφλεκτο και έρχεται σε επαφή με σπινθήρα. Αυτή είναι μια συνταγή για καταστροφή.

Ένα λεπτό περίβλημα είναι επίσης μια προφύλαξη ασφαλείας, αν και ακούγεται τρελός. Το λεπτότερο μέταλλο είναι πιο εύκολο να διαρρηχθεί, έτσι ώστε να μπορεί να δημιουργηθεί λιγότερη πίεση μέσα σε μια σφραγισμένη θήκη, δημιουργώντας ουσιαστικά μια οπή εξαερισμού. Η ώθηση του εύφλεκτου θερμού υγρού υπό πίεση δεν είναι καλό. Η άνοδος της πίεσης μέχρι να ραγίσει μια παχύτερη θήκη είναι χειρότερη.

Άλλα μέταλλα που έρχονται σε επαφή με την πάστα ηλεκτρολύτη μπορούν επίσης να δημιουργήσουν μια σπίθα που οδηγεί σε αποτυχία. Θα σας επιτρέψω να αναζητήσετε στον εαυτό σας το YouTube για να βλέπετε απίστευτα ανόητους ανθρώπους να τρυπώνουν μπαταρίες τηλεφώνου για να τις εκραγούν. Η αντίδραση στο ξένο μέταλλο κάνει το ίδιο πράγμα με το μικρό, αλλά σε μικρότερη κλίμακα.

Τι γίνεται με τη Σημείωση 7;

Πιστωτική εικόνα reddit user crushader

Για αρχάριους, κανένας άλλος εκτός της Samsung ξέρει γιατί οι μπαταρίες σε κάποια σημείωση 7 έχουν εξαντληθεί. Έστειλαν μια σύντομη δήλωση μέσω του Ηνωμένου Βασιλείου τους, που δεν έχει νόημα. Η φράση "η άνοδος προς την κάθοδος ήρθε σε επαφή" ακούγεται σαν να περιγράφει ένα σύντομο, αλλά όπως γράφεται αυτό δεν σημαίνει τίποτα. Δεν θα προσπαθήσω να ερμηνεύσω κάτι που δεν είναι σαφές σε μια τέτοια περίπτωση. Αλλά μπορώ να πω τι σκέφτομαι ως στρατηγός θεάτρου, ο οποίος δεν έχει δει ποτέ μια Σημείωση 7 να εκραγεί ή να επιθεωρήσει ένα που έχει εξερράγη μόνο του, μια κατάσταση όπου τα σορτς ανόδου στην κάθοδο έχουν νόημα.

Επειδή οι άνθρωποι έχουν αναφέρει την αποτυχία της μπαταρίας του Note 7 χωρίς να είναι συνδεδεμένες και τα μεγάλα τμήματα των τηλεφώνων που βλέπουμε στις εικόνες δεν καίγονται, πρόκειται να υποθέσω ότι δεν πρόκειται για μια κατάσταση θερμικής διαφυγής, παρόλο που η Health Canada λέει ο μοναδικός η αποτυχία στον Καναδά ήταν από υπερθέρμανση,

Όποιος εκτός της Samsung μπορεί μόνο να κάνει μια εκπαιδευμένη εικασία για το τι συμβαίνει.

Μια κατάσταση θερμικής διαφυγής δεν είναι τόσο «άμεση» όσο μια άμεση σύντομη και το διεγερμένο διάλυμα ηλεκτρολύτη θα χρειαστεί περισσότερο χρόνο για να βγει από μια μπαταρία ριπής και στη συνέχεια να συνεχιστεί μετά από μια έκρηξη που έχει διαρρήξει την θήκη. Περισσότερο από ένα μέρος του τηλεφώνου θα καεί, καθώς και άλλα αντικείμενα στην άμεση περιοχή. Μια έκρηξη θερμότητας θα μπορούσε επίσης να προκαλέσει φούσκωμα της μπαταρίας πριν το εύκαμπτο περίβλημα θα διαρραγεί και χωρίς χώρο για επέκταση, η διογκωμένη μπαταρία θα σπάσει το εξωτερικό περίβλημα του τηλεφώνου. Υπάρχουν βίντεο στο YouTube που δείχνουν πώς συμβαίνει αυτό και εδώ είναι ένα μεγάλο (αν και παλιό) παράδειγμα κάποιος που παρακάμπτει τα μέτρα ασφαλείας για να συμβεί αυτό. Κάποιος θα έλεγε ότι το τηλέφωνο πρήζεται πριν από την εμφύσηση, νομίζω.

Επίσης, δεν πιστεύω ότι ξένα αντικείμενα ή υπολείμματα κατασκευής έρχονται σε επαφή με τον ηλεκτρολύτη. Ξέρω ότι αυτή είναι μια δημοφιλής θεωρία, αλλά αν μια παρτίδα μπαταριών (δεν είμαστε σίγουροι πόσο μεγάλη είναι μια "παρτίδα" σε αυτή την περίπτωση) όλα έχουν μικρά σωματίδια στον ηλεκτρολύτη, θα βλέπαμε πολύ περισσότερα Σημείωση 7s έκρηξη.

Μικρή στο εσωτερικό της μπαταρίας ή στο κύκλωμα φόρτισης σε συνδυασμό με έναν ηλεκτρολύτη που έχει υποστεί επεξεργασία με μη εύφλεκτα πρόσθετα μοιάζει πιο πιθανό να μου. Μια γρήγορη έκρηξη που απελευθερώνει μια μικρή ποσότητα πίεσης και υγρού ταυτόχρονα θα μπορούσε γρήγορα να καεί εκτός αν δεν έρχονταν σε επαφή με το τηλέφωνο. Όταν το τηλέφωνο έρχεται σε επαφή με κάτι που είναι εύφλεκτο, πείτε τη θέση ενός τζιπ, θα μπορούσε να προκαλέσει πυρκαγιά.

Φυσικά, θα μπορούσαν να υπάρχουν πολλοί άλλοι παράγοντες για τους οποίους δεν γνωρίζουμε. Η διαδικασία κατασκευής που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία μπαταρίας ιόντων λιθίου για ένα τηλέφωνο τις καθιστά πολύ ασφαλείς στη χρήση. Αλλά υπάρχουν και πολλά που μπορεί να πάει στραβά.

Μια προκαταρκτική έκθεση της Samsung προς τις κορεατικές ρυθμιστικές αρχές κατηγόρησε ένα σφάλμα παραγωγής που έφερε τις πλάκες μέσα στην μπαταρία σε επαφή, προκαλώντας "υπερβολική ζέστη". Η έκθεση επεσήμανε ότι χρειάζεται περισσότερη ανάλυση για να εντοπιστεί η ακριβής αιτία.

Τα αρχικά συμπεράσματα υποδεικνύουν ένα σφάλμα στην παραγωγή που άσκησε πίεση στις πλάκες που περιέχονται μέσα στα στοιχεία των συσσωρευτών. Αυτό με τη σειρά του έφερε αρνητικούς και θετικούς πόλους σε επαφή, προκαλώντας υπερβολική ζέστη. Ωστόσο, η Samsung τόνισε ότι έπρεπε να διεξαγάγει μια πιο εμπεριστατωμένη ανάλυση για να προσδιορίσει "την ακριβή αιτία" της βλάβης της μπαταρίας.

Αυτό που γνωρίζουμε για τη Σημείωση 7 και την μπαταρία της

Δεν έχουμε ιδέα τι ακριβώς συμβαίνει με τη Σημείωση 7 ούτε κανείς εκτός της Samsung. Αλλά μπορούμε να φτιάξουμε μια εκπαιδευμένη εικασία με βάση τα μικρά αποδεικτικά στοιχεία που είμαστε αφοσιωμένοι. Και στο τέλος, δεν έχει σημασία. Η Σημείωση 7 έχει προσδιοριστεί από τη Samsung ως ελαττωματική και όλοι πρέπει να σταματήσουμε να τις χρησιμοποιούμε και να τις επιστρέψουμε. Μια αντικατάσταση χωρίς το θέμα είναι σε παραγωγή και ήδη στο δρόμο της στο κανάλι πωλήσεων. Δεν χρειάζεται να γνωρίζουμε γιατί εκρήγνυται για να ξέρουμε ότι πρέπει να το ξεφορτωθούμε.

Η Samsung συνιστά να απενεργοποιήσετε τη Σημείωση 7 και να την σταματήσετε να τη χρησιμοποιείτε.

Η Samsung και ο μεταφορέας σας (ή άλλοι λιανοπωλητές όπως το Target ή Best Buy) έχουν πολιτικές και μεθόδους που σας επιτρέπουν να επιστρέψετε τη Σημείωση 7 χωρίς να χάσετε χρήματα. Ορισμένες συσκευές δανειοληψίας προσφέρονται για επιστροφή όταν διορθωθούν Σημείωση 7 τηλέφωνα κάνουν το δρόμο τους στα ράφια, ενώ άλλα απλώς προσφέρουν μια οριστική επιστροφή. Οποιαδήποτε επιλογή είναι καλύτερη από το να διακινδυνεύσετε το χέρι ή το πρόσωπό σας εάν αποτύχει η μπαταρία.

Συγκεντρώσαμε όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε σε ένα μέρος και είμαστε επίσης στην ευχάριστη θέση να απαντήσουμε σε οποιεσδήποτε ερωτήσεις μπορούμε στα σχόλια ή στα κοινωνικά μέσα ενημέρωσης.

Samsung Galaxy Σημείωση 7: Όλα όσα πρέπει να ξέρετε