L'esplosione del discorso sulla batteria è qualcosa a cui non puoi sfuggire in questo momento, grazie a un problema con il Samsung Galaxy Note 7. È una buona discussione da avere: più persone ne parlano, meno è probabile che un bambino si ferisca per un guasto alla batteria. Per quanto odiamo vedere un prodotto che ci piace abbiamo problemi di sicurezza, odiamo vedere le persone ferite molto di più.
Ma il Note 7 non è il primo telefono a subire problemi di batteria e non sarà l'ultimo. Ci saranno sempre casi isolati di batterie difettose fintanto che utilizziamo telefoni con celle agli ioni di litio e il Note 7 non è il primo telefono la cui batteria necessitava di un richiamo diffuso perché qualcosa non andava sotto il cofano, come Nokia di lunga data fan sapere troppo bene. Succede. Non è mai una buona cosa, ma è una cosa. Parliamone perché può succedere.
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La prima cosa che dobbiamo capire è come funziona esattamente la batteria agli ioni di litio del tuo telefono. Il nome ci dà un indizio: l'elettricità viene trasportata da un elettrodo all'altro utilizzando ioni di litio caricati.
L'elettricità incontra la chimica incontra la metallurgia: questo è ciò che rende possibile una batteria.
Le batterie agli ioni di litio immagazzinano, trasferiscono e rilasciano energia a causa di reazioni chimiche naturali. La batteria ha due elettrodi: un anodo e un catodo. Il catodo è collegato al positivo (+) connessione sulla batteria e mantiene ioni caricati positivamente, e l'anodo è collegato al negativo (-) connessione e trattiene (avete indovinato) ioni caricati negativamente.
Tra i due elettrodi c'è quello che viene chiamato un elettrolita. L'elettrolita in una batteria al litio è (di solito) una pasta solvente organica che ha un numero molto elevato di sali metallici (nella maggior parte dei casi, quel metallo è litio) come parte della sua composizione. Questo lo rende elettricamente conduttivo - l'elettricità può attraversarlo. L'anodo e il catodo sono nell'elettrolita e separati da una barriera fisica in modo che non possano toccarsi.
Quando si scarica la batteria (quando si utilizza il telefono e non lo si carica) il catodo spinge via i suoi ioni caricati positivamente e l'anodo caricato negativamente li attrae. L'elettricità fluisce dall'anodo, attraverso il tuo dispositivo, quindi torna al catodo. Sì, l'elettricità viaggia attraverso un circuito e non viene "consumata" dall'oggetto alimentato. Quando si carica il telefono, avviene il contrario e gli ioni viaggiano dal catodo attraverso l'elettrolita all'anodo.
Il litio è l'elemento perfetto per le batterie ricaricabili: è leggero, facile da ricaricare e mantiene la carica a lungo.
Quando questi ioni entrano in contatto con gli atomi caricati in un elettrodo, viene chiamata una reazione elettrochimica riduzione dell'ossidazione (redox) libera gli elettroni caricati per viaggiare attraverso i contatti della batteria, che sono collegati agli elettrodi. Questo continua a caricare gli ioni di litio nell'elettrolito fino a quando non ne rimangono abbastanza in grado di contenere a carica positiva che è abbastanza forte da passare attraverso la pasta elettrolitica e la batteria non lo farà più caricare.
Il litio è il metallo più leggero - numero tre nella tavola periodica. È anche molto eccitabile, il che rende facile creare una potente reazione chimica. Questo lo rende un metallo quasi perfetto da utilizzare in una batteria ricaricabile portatile. È leggero, facile da ricaricare e continua a mantenere la carica per molto tempo.
Cosa può far esplodere una batteria?
Per cominciare, definiamo cosa significa esplodere in questo caso. La pasta elettrolitica all'interno di una batteria agli ioni di litio è estremamente volatile. Può (e reagirà) violentemente ad altri metalli e ha un punto di fusione molto basso (180 gradi Celsius). All'interno di un involucro della batteria sigillato, la pressione generata può accumularsi fino a quando l'involucro non si rompe, quindi sfuggire rapidamente. La pressione emette fluidi elettrolitici estremamente caldi che possono far prendere fuoco ad altre cose. Alcune batterie al litio sono ventilate con un foro di fuga in modo che non si rompano sotto pressione. Quando l'involucro della batteria si rompe e il liquido surriscaldato pieno di metalli fusi viene espulso sotto pressione, provoca un'esplosione.
Ci sono due semplici modi per far esplodere una batteria al litio: calore e danni fisici. Diamo un'occhiata a entrambi.
Surriscaldamento e sovraccarico
Questo è il motivo più comune per cui una batteria si guasta. Qualcosa va storto nel circuito di carica e la potenza in ingresso continua a guidare la reazione chimica. Un punto della batteria finirà per diventare troppo caldo e, poiché è ancora in carica, non può raffreddarsi, causando ciò che è noto come fuga termica.
In questo caso, la parte calda inizia a generare il proprio calore, il che fa surriscaldare altre aree dell'elettrolito e causano il surriscaldamento di più punti nella batteria. Il calore espande l'elettrolito e crea vapore, creando pressione fino a quando l'involucro della batteria non si rompe e forza fuori tutta la pressione e alcuni molto caldi, molto appiccicosi (e molto infiammabili una volta esposti all'aria) appiccicosi liquido.
Una fuga termica può avvenire abbastanza velocemente da non sentire nemmeno il calore prima che la batteria si guasti.
Quando si verifica una tale rottura, può causare danni fisici alle cose che sono vicine ad essa - quando si tiene un telefono, circuiti stampati e vetro o plastica. Questi materiali possono anche prendere fuoco a causa del calore, che a sua volta fa infiammare l'elettrolito fuoriuscito e agire come il napalm - fuoco che si attacca alle cose finché non brucia attraverso di esse o si brucia da solo.
Il processo di fuga termica può avvenire molto rapidamente e le cose possono passare da "normali" a guasti catastrofici all'interno della batteria prima che il calore venga trasferito attraverso il telefono alle tue mani. Per fortuna, le centinaia di milioni di batterie al litio prodotte ogni anno hanno un guasto estremamente basso (quasi statisticamente insignificante) tasso dovuto a fuga termica, in parte a causa di misure di sicurezza (abbonamento richiesto) come additivi non infiammabili per l'elettrolita e rivestimenti.
Quando il tuo telefono ti dice che è troppo caldo e non si carica o non funziona alla massima velocità, deve raffreddarsi in modo che non si verifichi una fuga termica. Ascolta il piccolo pop-up e lascialo raffreddare.
Danno meccanico
Le batterie al litio sono progettate per essere leggere, offrire un rendimento elevato ed essere facili da caricare. Ciò significa che il guscio esterno e le barriere che separano gli elettrodi sono molto sottili e leggeri, con la maggior parte del peso proveniente dalle parti che possono effettivamente alimentare il telefono.
Poiché le partizioni e il case sono sottili, sono abbastanza facili da forare o strappare. Se la struttura della batteria stessa è danneggiata in modo tale da far toccare gli elettrodi, si verificherà un cortocircuito. La scarica elettrica istantanea è esplosiva, che può (e lo farà) riscaldare l'elettrolito e creare pressione per spingerlo fuori attraverso eventuali rotture nella custodia della batteria. Fa caldo, è infiammabile ed è a contatto con una scintilla. Questa è una ricetta per il disastro.
Fa caldo, è infiammabile ed è a contatto con una scintilla. Questa è una ricetta per il disastro.
Un involucro sottile è anche una precauzione di sicurezza, anche se sembra folle. Il metallo più sottile è più facile da rompere, quindi una minore pressione può generare all'interno di una custodia sigillata, creando essenzialmente un foro di sfiato. Spingere fuori liquido caldo infiammabile sotto pressione non è una buona cosa. Locazione Di Più la pressione aumenta fino a quando non si rompe un case più spesso è peggiore.
Anche altri metalli che entrano in contatto con la pasta elettrolitica possono creare una scintilla che porta al guasto. Ti lascerò cercare tu stesso su YouTube per vedere persone incredibilmente stupide che perforano le batterie del telefono per farle esplodere. La reazione al metallo estraneo fa la stessa cosa di un corto, ma su scala minore.
E il Note 7?
Per cominciare, nessuno tranne Samsung conosce perché le batterie in alcuni Note 7 sono esplose. Hanno mandato fuori una breve dichiarazione attraverso il loro Regno Unito, divisione che non ha davvero senso. La dicitura "l'anodo-catodo è entrato in contatto" suona come se stessero descrivendo un breve, ma come scritto non significa nulla. Non cercherò di interpretare qualcosa che non è chiaro in un caso come questo. Ma posso dire quello che penso come quarterback da poltrona che non ha mai visto un Note 7 esplodere o ispezionato uno che è esploso da solo, una situazione in cui i cortocircuiti dell'anodo al catodo sfruttano al massimo senso.
Perché le persone hanno segnalato che la batteria del Note 7 si è guastata senza che fosse collegata e gran parte del i telefoni che vediamo nelle foto non sono bruciati, presumo che non sia nemmeno una situazione di fuga termica anche se Health Canada dice esplicitamente che l'unico guasto in Canada è stato causato dal surriscaldamento,
Chiunque al di fuori di Samsung può solo fare un'ipotesi plausibile su ciò che sta accadendo.
Una situazione di fuga termica non è "istantanea" come un cortocircuito diretto e la soluzione elettrolitica eccitata impiegherebbe più tempo per uscire da una batteria scoppiata, quindi continuare dopo un'esplosione ha rotto il case. Più di una semplice parte del telefono verrebbe bruciata, così come altri oggetti nelle immediate vicinanze. Un'esplosione di calore provocherebbe anche il rigonfiamento della batteria prima che l'involucro flessibile si rompesse e, senza spazio per l'espansione, la batteria rigonfiata spezzerebbe la parte esterna del telefono. Ci sono video su YouTube che mostrano come questo accade e ecco un ottimo (anche se vecchio) esempio di qualcuno che elude le misure di sicurezza per realizzarlo. Qualcuno avrebbe detto che il telefono si è gonfiato prima di scoppiare, penserei.
Inoltre, non credo che oggetti estranei o avanzi di fabbricazione entrino in contatto con l'elettrolito. So che questa è una teoria popolare, ma se si tratta di un lotto di batterie (non siamo nemmeno sicuri di quanto sia grande un "lotto" in questo caso) hanno tutte piccole particelle nell'elettrolito, vedremmo molti più Note 7 esplodere.
Un cortocircuito all'interno della batteria o nel circuito di ricarica combinato con un elettrolita trattato con additivi non infiammabili mi sembra più probabile. Una rapida esplosione che rilascia una piccola quantità di pressione e fluido in una volta potrebbe bruciarsi rapidamente se nulla fosse in contatto con il telefono. Quando il telefono è in contatto con qualcosa che è infiammabile, ad esempio il sedile di una jeep, potrebbe causare un incendio.
Naturalmente, potrebbero esserci molti altri fattori di cui non siamo a conoscenza. Il processo di produzione utilizzato per creare una batteria agli ioni di litio per un telefono li rende molto sicuri da usare. Ma ci sono anche molte cose che potrebbero andare storte.
UN rapporto preliminare di Samsung ai regolatori coreani ha accusato un errore di produzione che ha portato le piastre all'interno della batteria a contatto, innescando "calore eccessivo". Il rapporto ha rilevato che erano necessarie ulteriori analisi per individuare la causa esatta.
Le conclusioni iniziali indicano un errore nella produzione che ha esercitato pressione sulle piastre contenute all'interno delle celle della batteria. Ciò a sua volta ha portato i poli negativo e positivo a contatto, innescando un calore eccessivo. Samsung ha tuttavia sottolineato la necessità di effettuare un'analisi più approfondita per determinare "la causa esatta" del danno alla batteria.