Räjähtävä akkupuhelu on asia, josta et voi paeta juuri nyt Samsung Galaxy Note 7. On hyvä keskustelu: mitä enemmän ihmiset puhuvat siitä, sitä vähemmän on todennäköistä, että lapsi sattuu paristovirheestä. Niin paljon kuin me vihaan nähdä tuote, josta pidämme kokemamme turvallisuuskysymyksiä, vihaan nähdä ihmisten loukkaantuvan paljon enemmän.
Mutta Note 7 ei ole ensimmäinen puhelin, joka on koskaan kokenut akkuongelmia, eikä se ole viimeinen. Paristojen toimintahäiriöitä esiintyy aina yksittäisinä, kunhan käytämme puhelimia, joissa on litiumionikennoja, ja huomautus 7 ei ole ensimmäinen puhelin, jonka akku vaati laajaa palauttamista, koska kuoren alla on jotain vikaa - kuten pitkään Nokia fanit tiedä liian hyvin. Se tapahtuu. Se ei ole koskaan hyvä asia, mutta se on asia. Puhutaan miksi niin voi käydä.
Verizon tarjoaa Pixel 4a: n vain 10 dollaria kuukaudessa uusille rajoittamattomille linjoille
Ensimmäinen asia, joka meidän on ymmärrettävä, on, kuinka tarkalleen puhelimesi litiumioniakku toimii. Nimi antaa meille vihjeen - sähkö kulkeutuu elektrodista toiseen käyttämällä ladattuja litiumioneja.
Sähkö kohtaa kemian ja metallurgian - se tekee paristosta mahdollisen.
Litiumioniakut varastoivat, siirtävät ja vapauttavat energiaa luonnollisten kemiallisten reaktioiden vuoksi. Akussa on kaksi elektrodia - anodi ja katodi. Katodi on kytketty positiiviseen (+) liitäntä akkuun ja pitää positiivisesti varautuneita ioneja, ja anodi on kytketty negatiiviseen (-) yhteys ja pitää (arvasit) negatiivisesti varautuneet ionit.
Kahden elektrodin välissä on elektrolyytti. Litiumpariston elektrolyytti on (yleensä) orgaaninen liuotepasta, jonka meikkinä on erittäin suuri määrä metallisuoloja (useimmissa tapauksissa kyseinen metalli on litium). Tämä tekee siitä sähköä johtavan - sähkö voi kulkea sen läpi. Anodi ja katodi ovat elektrolyytissä ja erotettu fyysisellä esteellä, jotta ne eivät voi koskettaa.
Kun tyhjennät akun (kun käytät puhelinta ja et lataa sitä), katodi työntää positiivisesti varautuneet ioninsa pois ja negatiivisesti varattu anodi houkuttelee niitä. Sähkö virtaa ulos anodista laitteen läpi ja sitten takaisin katodiin. Kyllä, sähkö kulkee silmukan läpi, eikä virtaa käyttävä asia "kuluta sitä". Kun lataat puhelinta, päinvastainen tapahtuu ja ionit kulkevat katodista elektrolyytin läpi anodiin.
Litium on täydellinen elementti ladattaville akuille: se on kevyt, helppo ladata ja kestää pitkään.
Kun nämä ionit joutuvat kosketuksiin elektrodin varautuneiden atomien kanssa, kutsutaan sähkökemiallista reaktiota hapettuminen-pelkistys (redox) vapauttaa varatut elektronit kulkemaan ulos elektrodeihin kytkettyjen akkukoskettimien läpi. Tämä jatkaa elektrolyytin litiumionien lataamista, kunnes jäljellä ei ole tarpeeksi tilaa, johon mahtuu a positiivinen varaus, joka on tarpeeksi vahva liikkumaan elektrolyyttitahnan läpi, eikä akku enää lataudu veloittaa.
Litium on kevyin metalli - numero kolme jaksollisessa taulukossa. Se on myös erittäin jännittävä, mikä tekee voimakkaan kemiallisen reaktion luomisen helpoksi. Tämä tekee siitä melkein täydellisen metallin käytettäväksi kannettavassa ladattavassa akussa. Se on kevyt, helppo ladata ja pitää latausta pitkään.
Mikä voi saada pariston räjähtämään?
Aloittelijoille määritellään, mitä räjähdys tarkoittaa tässä tapauksessa. Litiumioniakun sisällä oleva elektrolyyttitahna on erittäin haihtuvaa. Se voi reagoida (ja reagoi) väkivaltaisesti muihin metalleihin ja sen sulamispiste on erittäin matala (180 astetta). Suljetun paristokotelon sisällä syntyvä paine voi kasvaa, kunnes kotelo on repeytynyt, ja päästä sitten nopeasti ulos. Paine tuottaa erittäin kuumia elektrolyyttinesteitä, jotka voivat aiheuttaa muiden syttymisen. Jotkut litiumparistot tuuletetaan poistoreiällä, jotta ne eivät repeydy paineen alaisena. Kun paristokotelo rikkoutuu ja sulatetuilla metalleilla täytetty ylikuumentunut neste poistuu paineen alaisena, se aiheuttaa räjähdyksen.
On kaksi helppoa tapaa saada litiumakku räjähtämään - lämpö ja fyysiset vauriot. Katsotaanpa molempia.
Ylikuumeneminen ja ylikuormitus
Tämä on yleisin syy akun vikaantumiseen. Jokin menee pieleen latauspiirissä ja syöttöteho ohjaa edelleen kemiallista reaktiota. Yksi paikka akussa tulee lopulta liian kuumaksi, ja koska sitä ladataan edelleen, se ei voi jäähtyä aiheuttaen ns terminen pakeneminen.
Tässä tapauksessa kuuma osa alkaa tuottaa omaa lämpöä, mikä saa elektrolyytin muut alueet ylikuumenemaan, ja ne aiheuttavat enemmän täpliä akussa ylikuumenemiseen. Lämpö laajentaa elektrolyyttiä ja luo höyryä, mikä lisää paineita, kunnes akkukotelo hajoaa ja pakottaa kaiken paineen ja jotkut erittäin kuumista, erittäin tahmeista (ja hyvin syttyviä, kun ne ovat alttiina ilmalle) nestemäinen.
Lämpörajo voi tapahtua tarpeeksi nopeasti, jotta et edes tunne lämpöä ennen kuin akku katoaa.
Kun tällainen murtuma tapahtuu, se voi aiheuttaa fyysisiä vahinkoja lähellä oleville asioille - kun pidät puhelinta, piirilevyjä ja lasia tai muovia. Nämä materiaalit voivat myös syttyä palamaan kuumuudesta, mikä puolestaan saa poistuneen elektrolyytin syttymään ja toimimaan kuin napalm - tuli, joka tarttuu esineisiin, kunnes se palaa niiden läpi tai polttaa itsensä.
Terminen pakenemisprosessi voi tapahtua hyvin nopeasti, ja asiat voivat siirtyä "normaalista" katastrofaaliseen vikaantumiseen akun sisällä ennen kuin lämpö siirtyy edes puhelimesi kautta käsillesi. Onneksi sadoilla miljoonilla vuosittain tuotetuilla litiumparistoilla on erittäin pieni (lähes tilastollisesti merkityksetön) vika lämpöprosessin takia osittain turvallisuustoimenpiteiden vuoksi (vaaditaan tilaus), kuten syttymättömät lisäaineet elektrolyyttiin ja pinnoitteet.
Kun puhelimesi kertoo, että se on liian kuuma eikä lataudu tai käy täydellä nopeudella, sen on jäähtyttävä, jotta termistä pakenemista ei tapahdu. Kuuntele pieni ponnahdusikkuna ja anna sen jäähtyä.
Mekaaniset vauriot
Litiumparistot on suunniteltu kevyiksi, tuottavat paljon ja helposti ladattavia. Tämä tarkoittaa, että ulkokuori ja elektrodeja erottava este (esteet) ovat hyvin ohuita ja kevyitä, ja suurin osa painosta tulee osista, jotka voivat todella käyttää puhelinta.
Koska väliseinät ja kotelo ovat ohuita, ne on melko helppo puhkaista tai repiä. Jos itse akun rakenne vahingoittuu tavalla, joka saa elektrodit kosketuksiin, tapahtuu oikosulku. Välitön sähköpurkaus on räjähdysherkkä, mikä voi (ja tulee) lämmittää elektrolyytin ja luoda paineen työntää sitä ulos akkukotelon murtumien kautta. Se on kuuma, syttyvä ja kosketuksissa kipinän kanssa. Se on katastrofiresepti.
Se on kuuma, syttyvä ja kosketuksissa kipinän kanssa. Se on katastrofiresepti.
Ohut kotelo on myös varotoimenpide, vaikka se kuulostaa hullulta. Ohut metalli on helpompi repeytyä, joten tiivistetyn kotelon sisällä voi syntyä vähemmän painetta - olennaisesti ilmausreikä. Syttyvän kuuman nesteen työntäminen paineen alla ei ole hyvä asia. Kerroit lisää paineen kasvu, kunnes se repeää, paksumpi kotelo on huonompi.
Muut metallit, jotka joutuvat kosketuksiin elektrolyyttitahnan kanssa, voivat myös luoda kipinän, joka johtaa epäonnistumiseen. Annan sinun etsiä YouTubesta itse nähdäksesi uskomattoman typerät ihmiset puhkaisevat puhelimen akkuja räjähtämään. Reaktio vieraalle metallille tekee saman kuin lyhyt, mutta pienemmässä mittakaavassa.
Entä huomautus 7?
Ensinnäkin kukaan muu kuin Samsung tietää miksi joidenkin huomautusten 7 akut ovat räjähtäneet. He lähettivät lyhyt lausunto heidän Ison-Britannian kautta, jakamisella, jolla ei ole mitään järkeä. Sanonta "anodista katodiin tuli kosketukseen" kuulostaa siltä, että ne kuvaavat lyhyttä, mutta kirjoitettuna se ei tarkoita mitään. En yritä tulkita jotain, mikä ei ole selvää tällaisessa tapauksessa. Mutta voin sanoa mielestäni nojatuolien pelinrakentajana, joka ei ole koskaan nähnyt huomautuksen 7 räjähtämistä tai tarkastamista yksi, joka on räjähtänyt yksin, tilanne, jossa anodisortsit katodille tekevät eniten mielessä.
Koska ihmiset ovat ilmoittaneet, että Note 7 - paristo on vioittunut ilman, että sitä on kytketty verkkovirtaan, ja suuria osia puhelimissa, joita näemme kuvissa, ei ole palanut, aion olettaa, ettei se ole edes terminen pakeneva tilanne vaikka Terveys Kanada sanoo yksiselitteisen epäonnistumisen Kanadassa ylikuumenemisesta,
Kuka tahansa Samsungin ulkopuolella voi tehdä vain koulutetun arvoituksen siitä, mitä tapahtuu.
Terminen pakeneva tilanne ei ole niin "välitön" kuin suora oikosulku, ja virittynyt elektrolyyttiliuos vie kauemmin aikaa purkautuneen pariston poistamiseksi ja jatka sitten jälkeen räjähdys räjähti tapauksen. Palaa enemmän kuin vain osa puhelimesta, samoin kuin muut esineet lähialueella. Lämpöräjähdys aiheuttaisi myös akun turpoamisen ennen kuin joustava kotelo repeytyy, ja turvotettu akku halkaisi puhelimen ulkokuoren, jos siinä ei ole tilaa laajentumiselle. YouTubessa on videoita, jotka osoittavat, miten tämä tapahtuu, ja tässä on hieno (vaikkakin vanha) esimerkki joku kiertää turvatoimenpiteitä sen toteuttamiseksi. Joku olisi maininnut puhelimen paisuvan ennen kuin se puhalsi, luulisin.
En myöskään usko, että vieraat esineet tai valmistusjäämät ovat kosketuksissa elektrolyytin kanssa. Tiedän, että tämä on suosittu teoria, mutta jos erä paristoja (emme ole edes varmoja kuinka suuri "erä" on tässä tapauksessa) kaikilla on pieniä hiukkasia elektrolyytissä, voimme nähdä paljon enemmän huomautuksen 7 räjähtäviä.
Lyhyt akun sisällä tai latauspiirissä yhdistettynä syttymättömillä lisäaineilla käsiteltyyn elektrolyyttiin tuntuu todennäköisemmältä. Nopea räjähdys, joka vapauttaa pienen määrän painetta ja nestettä kerralla, voi nopeasti palaa, ellei mikään ole kosketuksessa puhelimen kanssa. Kun puhelin on kosketuksissa syttyvään esineeseen, sanokaa Jeepin istuin, se voi aiheuttaa tulipalon.
Tietysti voi olla paljon muita tekijöitä, joista emme tiedä. Puhelimen litiumioniakun luomiseen käytetty valmistusprosessi tekee niistä erittäin turvallisia käyttää. Mutta on myös paljon, mikä voi mennä pieleen.
A Samsungin alustava raportti Korean sääntelyviranomaisille syytti tuotantovirhettä, joka toi akussa olevat levyt kosketuksiin aiheuttaen "liiallisen lämmön". Raportissa todettiin, että tarkan syyn selvittämiseksi tarvitaan enemmän analyyseja.
Alustavat johtopäätökset osoittavat virheen tuotannossa, joka aiheutti painetta akkukennojen sisältämille levyille. Se puolestaan toi negatiiviset ja positiiviset napat kosketuksiin aiheuttaen liiallisen lämmön. Samsung korosti kuitenkin, että sen oli tehtävä perusteellisempi analyysi akkuvahinkojen "tarkan syyn" selvittämiseksi.