Η έκρηξη της συνομιλίας μπαταρίας είναι κάτι που δεν μπορείτε να ξεφύγετε τώρα, χάρη σε ένα πρόβλημα με το Samsung Galaxy Note 7. Είναι καλή συζήτηση: όσο περισσότερα άτομα μιλούν γι 'αυτό, τόσο λιγότερο πιθανό είναι να τραυματιστεί ένα παιδί από βλάβη της μπαταρίας. Όσο μισούμε να δούμε ένα προϊόν που μας αρέσει βιώνουμε θέματα ασφάλειας, μισούμε ότι βλέπουμε τους ανθρώπους να πληγωθούν πολύ περισσότερο.
Αλλά το Note 7 δεν είναι το πρώτο τηλέφωνο που αντιμετώπισε προβλήματα μπαταρίας και δεν θα είναι το τελευταίο. Θα υπάρχουν πάντα μεμονωμένα περιστατικά αποτυχίας των μπαταριών για όσο διάστημα χρησιμοποιούμε τηλέφωνα με κυψέλες ιόντων λιθίου και τη Σημείωση 7 δεν είναι το πρώτο τηλέφωνο του οποίου η μπαταρία χρειάστηκε μια ευρεία ανάκληση επειδή κάτι δεν πάει καλά κάτω από την κουκούλα - όσο καιρό η Nokia θαυμαστές ξέρω πολύ καλά. Συμβαίνει. Δεν είναι ποτέ καλό, αλλά είναι κάτι. Ας μιλήσουμε για Γιατί μπορεί να συμβεί.
Η Verizon προσφέρει το Pixel 4a με μόλις $ 10 / μήνα σε νέες Απεριόριστες γραμμές
Το πρώτο πράγμα που πρέπει να καταλάβουμε είναι πώς λειτουργεί ακριβώς η μπαταρία ιόντων λιθίου στο τηλέφωνό σας. Το όνομα μας δίνει μια υπόδειξη - η ηλεκτρική ενέργεια μεταφέρεται από το ένα ηλεκτρόδιο στο άλλο χρησιμοποιώντας φορτισμένα ιόντα λιθίου.
Η ηλεκτρική ενέργεια συναντά τη χημεία και 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 - μια άνοδο και μια κάθοδο. Η κάθοδος συνδέεται με το θετικό (+) σύνδεση στην μπαταρία και διατηρεί θετικά φορτισμένα ιόντα και η άνοδος συνδέεται με το αρνητικό (-) 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) μια πάστα οργανικού διαλύτη που έχει πολύ μεγάλο αριθμό μεταλλικών αλάτων (στις περισσότερες περιπτώσεις, ότι το μέταλλο είναι λίθιο) ως μέρος του μακιγιάζ του. Αυτό το καθιστά ηλεκτρικά αγώγιμο - η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να περάσει από αυτήν. Η άνοδος και η κάθοδος βρίσκονται στον ηλεκτρολύτη και διαχωρίζονται από ένα φυσικό φράγμα, ώστε να μην μπορούν να αγγίξουν.
Όταν αποφορτίζετε την μπαταρία (όταν χρησιμοποιείτε το τηλέφωνό σας και δεν τη φορτίζετε), η κάθοδος απομακρύνει τα θετικά φορτισμένα ιόντά της και η αρνητικά φορτισμένη άνοδος τους προσελκύει. Η ηλεκτρική ενέργεια ρέει από την άνοδο, μέσω της συσκευής σας και μετά επιστρέφει στην κάθοδο. Ναι, η ηλεκτρική ενέργεια ταξιδεύει μέσω ενός βρόχου και δεν "εξαντλείται" από το πράγμα που τροφοδοτείται. Όταν φορτίζετε το τηλέφωνό σας, συμβαίνει το αντίστροφο και τα ιόντα ταξιδεύουν από την κάθοδο μέσω του ηλεκτρολύτη στην άνοδο.
Το λίθιο είναι το τέλειο στοιχείο για επαναφορτιζόμενες μπαταρίες: Είναι ελαφρύ, εύκολο να επαναφορτιστεί και διατηρεί φόρτιση για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Όταν αυτά τα ιόντα έρχονται σε επαφή με τα φορτισμένα άτομα σε ένα ηλεκτρόδιο, ονομάζεται ηλεκτροχημική αντίδραση μείωση οξείδωσης (redox) ελευθερώνει τα φορτισμένα ηλεκτρόνια για να ταξιδέψουν μέσω των επαφών της μπαταρίας, οι οποίες συνδέονται με τα ηλεκτρόδια. Αυτό συνεχίζει να φορτίζει τα ιόντα λιθίου στον ηλεκτρολύτη έως ότου δεν υπάρχουν αρκετά αριστερά που μπορούν να συγκρατήσουν a θετική φόρτιση που είναι αρκετά ισχυρή για να περάσει από την πάστα ηλεκτρολύτη και η μπαταρία σας δεν θα είναι πλέον χρέωση.
Το λίθιο είναι το ελαφρύτερο μέταλλο - νούμερο τρία στον περιοδικό πίνακα. Είναι επίσης πολύ ευχάριστο, καθιστώντας εύκολο να δημιουργήσετε μια ισχυρή χημική αντίδραση. Αυτό το καθιστά σχεδόν τέλειο μέταλλο για χρήση σε φορητή επαναφορτιζόμενη μπαταρία. Είναι ελαφρύ, εύκολο στη φόρτιση και συνεχίζει να διατηρεί φόρτιση για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Τι μπορεί να κάνει την μπαταρία να εκραγεί;
Για αρχάριους, ας καθορίσουμε τι σημαίνει έκρηξη σε αυτήν την περίπτωση. Η πάστα ηλεκτρολύτη μέσα σε μια μπαταρία ιόντων λιθίου είναι εξαιρετικά πτητική. Μπορεί να (και θα) αντιδράσει βίαια σε άλλα μέταλλα και έχει πολύ χαμηλό σημείο τήξης (180 βαθμούς Κελσίου). Μέσα σε ένα σφραγισμένο περίβλημα μπαταρίας, η πίεση που δημιουργείται μπορεί να συσσωρευτεί έως ότου σπάσει το περίβλημα και στη συνέχεια να διαφύγει γρήγορα. Η πίεση παράγει εξαιρετικά καυτά υγρά ηλεκτρολύτη που μπορεί να προκαλέσουν φωτιά σε άλλα πράγματα. Ορισμένες μπαταρίες λιθίου εξαερίζονται με μια οπή διαφυγής, ώστε να μην σπάσουν υπό πίεση. Όταν η θήκη της μπαταρίας σπάσει και το υπερθέρμανση υγρού γεμάτο με λιωμένα μέταλλα αποβάλλεται υπό πίεση, προκαλεί έκρηξη.
Υπάρχουν δύο εύκολοι τρόποι για να εκραγεί μια μπαταρία λιθίου - θερμότητα και σωματική ζημιά. Ας δούμε και τα δύο.
Υπερθέρμανση και υπερφόρτιση
Αυτός είναι ο πιο συνηθισμένος λόγος για την αποτυχία της μπαταρίας. Κάτι πάει στραβά στο κύκλωμα φόρτισης και η ισχύς εισόδου συνεχίζει να οδηγεί τη χημική αντίδραση. Ένα μέρος της μπαταρίας θα γίνει τελικά πολύ ζεστό και, καθώς εξακολουθεί να φορτίζεται, δεν μπορεί να κρυώσει, προκαλώντας αυτό που είναι γνωστό θερμική φυγή.
Σε αυτήν την περίπτωση, το θερμό τμήμα αρχίζει να παράγει τη δική του θερμότητα, γεγονός που κάνει άλλες περιοχές στην υπερθέρμανση του ηλεκτρολύτη και προκαλούν υπερθέρμανση περισσότερων σημείων στην μπαταρία. Η θερμότητα διογκώνει τον ηλεκτρολύτη και δημιουργεί ατμό, δημιουργώντας πίεση έως ότου το περίβλημα της μπαταρίας χωριστεί και εξαναγκάζει όλη την πίεση και μερικά πολύ ζεστά, πολύ κολλώδη (και πολύ εύφλεκτα όταν εκτίθενται στον αέρα) gooey υγρό.
Μια θερμική διαφυγή μπορεί να συμβεί αρκετά γρήγορα ώστε να μην αισθάνεστε καν τη θερμότητα πριν αποτύχει η μπαταρία.
Όταν συμβαίνει μια τέτοια ρήξη, μπορεί να προκαλέσει σωματική βλάβη σε πράγματα που βρίσκονται κοντά της - όταν κρατάτε τηλέφωνο, πλακέτες κυκλώματος και γυαλί ή πλαστικό. Αυτά τα υλικά μπορούν επίσης να πάρουν φωτιά από τη θερμότητα, η οποία με τη σειρά της κάνει τον διαφυγόμενο ηλεκτρολύτη να αναφλεγεί και να ενεργήσει σαν ναπάλ - φωτιά που κολλάει στα πράγματα μέχρι να καεί ή να καεί.
Η θερμική διαδικασία διαφυγής μπορεί να συμβεί πολύ γρήγορα και τα πράγματα μπορούν να πάνε από «κανονική» έως καταστροφική βλάβη εντός της μπαταρίας πριν η θερμότητα μεταφερθεί ακόμη και μέσω του τηλεφώνου σας στα χέρια σας. Ευτυχώς, οι εκατοντάδες εκατομμύρια μπαταρίες λιθίου που παράγονται κάθε χρόνο έχουν εξαιρετικά χαμηλή (σχεδόν στατιστικά ασήμαντη) αποτυχία ρυθμός λόγω θερμικής διαφυγής, εν μέρει λόγω μέτρων ασφαλείας (απαιτείται συνδρομή) όπως μη εύφλεκτα πρόσθετα στον ηλεκτρολύτη και επιστρώσεις.
Όταν το τηλέφωνό σας σας λέει ότι είναι πολύ ζεστό και δεν φορτίζει ή λειτουργεί με πλήρη ταχύτητα, πρέπει να κρυώσει, ώστε να μην συμβεί θερμική έξοδος. Ακούστε το μικρό αναδυόμενο παράθυρο και αφήστε το να κρυώσει.
Μηχανική ζημιά
Οι μπαταρίες λιθίου έχουν σχεδιαστεί για να είναι ελαφριές, να παρέχουν υψηλή απόδοση και να είναι εύκολο να φορτιστούν. Αυτό σημαίνει ότι το εξωτερικό κέλυφος και το φράγμα που διαχωρίζουν τα ηλεκτρόδια είναι πολύ λεπτά και ελαφριά, με το μεγαλύτερο μέρος του βάρους να προέρχεται από τα μέρη που μπορούν πραγματικά να τροφοδοτήσουν το τηλέφωνό σας.
Επειδή τα χωρίσματα και η θήκη είναι λεπτά, είναι αρκετά εύκολο να τρυπήσουν ή να σκίσουν. Εάν η δομή της ίδιας της μπαταρίας έχει υποστεί ζημιά με τρόπο που κάνει τα ηλεκτρόδια να αγγίζουν, θα συμβεί βραχυκύκλωμα. Η στιγμιαία ηλεκτρική εκφόρτιση είναι εκρηκτική, η οποία μπορεί (και θα) θερμαίνει τον ηλεκτρολύτη και δημιουργεί πίεση για να τον ωθήσει από τυχόν ρήξεις στη 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 τρελό. Το λεπτότερο μέταλλο είναι πιο εύκολο να σπάσει, οπότε μπορεί να δημιουργηθεί λιγότερη πίεση μέσα σε μια σφραγισμένη θήκη - δημιουργώντας ουσιαστικά μια οπή εξαερισμού. Το σπρώξιμο του εύφλεκτου ζεστού υγρού υπό πίεση δεν είναι καλό. Αφήνοντας περισσότερο η πίεση αυξάνεται έως ότου σπάσει μια παχύτερη θήκη είναι χειρότερη.
Άλλα μέταλλα που έρχονται σε επαφή με την πάστα ηλεκτρολύτη μπορούν επίσης να δημιουργήσουν ένα σπινθήρα που οδηγεί σε αποτυχία. Θα σας επιτρέψω να κάνετε αναζήτηση στο YouTube για να δείτε απίστευτα ανόητα άτομα που τρυπούν τις μπαταρίες του τηλεφώνου για να τους κάνουν να εκραγούν. Η αντίδραση στο ξένο μέταλλο κάνει το ίδιο πράγμα με μια σύντομη, αλλά σε μικρότερη κλίμακα.
Τι γίνεται με τη Σημείωση 7;
Για αρχάριους, κανένας εκτός από τη Samsung ξέρει γιατί οι μπαταρίες σε ορισμένες Σημειώσεις 7 έχουν εκραγεί. Έστειλαν μια σύντομη δήλωση μέσω του Ηνωμένου Βασιλείου, διαίρεση που δεν έχει πραγματικά νόημα. Η διατύπωση «η άνοδος προς την κάθοδο ήρθε σε επαφή» ακούγεται σαν να περιγράφει ένα σύντομο, αλλά όπως γράφεται, δεν σημαίνει τίποτα. Δεν θα προσπαθήσω να ερμηνεύσω κάτι που δεν είναι σαφές σε μια τέτοια περίπτωση. Αλλά μπορώ να πω τι νομίζω ως quarterback πολυθρόνα που δεν έχει δει ποτέ μια σημείωση 7 να εκραγεί ή να επιθεωρήσει μια που έχει εκραγεί μόνη της, μια κατάσταση όπου η άνοδος σορτς στην κάθοδο κάνει τα περισσότερα έννοια.
Επειδή οι άνθρωποι ανέφεραν ότι η μπαταρία Note 7 αποτύχει χωρίς να είναι συνδεδεμένη και μεγάλα τμήματα του τηλέφωνα που βλέπουμε σε εικόνες δεν καίγονται, θα υποθέσω ότι δεν είναι μια θερμική κατάσταση, ακόμη και αν και Υγεία του Καναδά ρητά λέει ότι η μόνη αποτυχία στον Καναδά ήταν από υπερθέρμανση,
Οποιοσδήποτε εκτός της Samsung μπορεί να κάνει μια εικασία μόνο για το τι συμβαίνει.
Μια κατάσταση θερμικής διαφυγής δεν είναι τόσο "άμεση" όσο μια άμεση βραχυκύκλωμα, και η ενθουσιασμένη λύση ηλεκτρολύτη θα χρειαστεί περισσότερο χρόνο για να βγάλει μια μπαταρία έκρηξης και να συνεχίσει μετά μια έκρηξη έσπασε την υπόθεση. Κάτι περισσότερο από ένα μέρος του τηλεφώνου θα καεί, καθώς και άλλα αντικείμενα στην άμεση περιοχή. Μια έκρηξη θερμότητας θα προκαλούσε επίσης τη διόγκωση της μπαταρίας πριν σπάσει το εύκαμπτο περίβλημα, και χωρίς περιθώριο επέκτασης, η πρησμένη μπαταρία θα σπάσει το εξωτερικό κέλυφος του τηλεφώνου. Υπάρχουν βίντεο στο YouTube που δείχνουν πώς συμβαίνει αυτό και εδώ είναι ένα εξαιρετικό (αν και παλιό) παράδειγμα κάποιου που παρακάμπτει τα μέτρα ασφαλείας για να συμβεί αυτό. Κάποιος θα ανέφερε ότι το τηλέφωνο διογκώθηκε πριν ανατινάξει, νομίζω.
Δεν πιστεύω επίσης ότι ξένα αντικείμενα ή υπολείμματα κατασκευής έρχονται σε επαφή με τον ηλεκτρολύτη. Ξέρω ότι αυτή είναι μια δημοφιλής θεωρία, αλλά εάν μια παρτίδα μπαταριών (δεν είμαστε καν σίγουροι πόσο μεγάλη είναι μια "παρτίδα") σε αυτήν την περίπτωση) όλα έχουν μικρά σωματίδια στον ηλεκτρολύτη, θα δούμε πολύ περισσότερα να σημειώνει έκρηξη της σημείωσης 7s.
Ένα βραχυκύκλωμα στο εσωτερικό της μπαταρίας ή στο κύκλωμα φόρτισης σε συνδυασμό με έναν ηλεκτρολύτη που έχει υποστεί επεξεργασία με μη εύφλεκτα πρόσθετα μου φαίνεται πιο πιθανό. Μια γρήγορη έκρηξη που απελευθερώνει μια μικρή ποσότητα πίεσης και υγρού ταυτόχρονα θα μπορούσε να καεί γρήγορα εάν δεν έρθει τίποτα σε επαφή με το τηλέφωνο. Όταν το τηλέφωνο έρχεται σε επαφή με κάτι που είναι εύφλεκτο, ας πούμε το κάθισμα 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 τα καθιστά πολύ ασφαλή στη χρήση. Αλλά υπάρχουν επίσης πολλά που θα μπορούσαν να πάνε στραβά.
ΕΝΑ προκαταρκτική έκθεση της Samsung σε κορεατικές ρυθμιστικές αρχές κατηγόρησαν ένα σφάλμα παραγωγής που έφερε σε επαφή τις πλάκες της μπαταρίας, προκαλώντας «υπερβολική θερμότητα». Η έκθεση σημείωσε ότι απαιτείται περισσότερη ανάλυση για να εντοπιστεί η ακριβής αιτία.
Τα αρχικά συμπεράσματα δείχνουν ένα σφάλμα στην παραγωγή που άσκησε πίεση στις πλάκες που περιέχονται στα στοιχεία της μπαταρίας. Αυτό με τη σειρά του έφερε αρνητικούς και θετικούς πόλους σε επαφή, προκαλώντας υπερβολική θερμότητα. Ωστόσο, η Samsung τόνισε ότι έπρεπε να πραγματοποιήσει μια πιο εμπεριστατωμένη ανάλυση για να προσδιορίσει την «ακριβή αιτία» της ζημιάς της μπαταρίας.