Discuția explozivă pe baterie este ceva de care nu puteți scăpa chiar acum, datorită unei probleme cu Samsung Galaxy Note 7. Este o discuție bună: cu cât mai mulți oameni vorbesc despre asta, cu atât este mai puțin probabil ca un copil să fie rănit din cauza unei defecțiuni a bateriei. Oricât de mult urâm să vedem un produs care ne place experimentăm probleme de siguranță, urăsc să vedem oamenii răniți mult mai mult.
Dar Note 7 nu este primul telefon care a trecut vreodată prin probleme cu bateria și nu va fi ultimul. Întotdeauna vor exista incidente izolate de baterii care se defectează atâta timp cât folosim telefoane cu celule litiu-ion și Nota 7 nu este primul telefon a cărui baterie necesită o rechemare pe scară largă, deoarece ceva nu este în regulă sub capotă - la fel ca Nokia de mult timp fanii știu prea bine. S-a întâmplat. Nu este niciodată un lucru bun, dar este un lucru. Hai sa vorbim despre De ce se poate intampla.
Verizon oferă Pixel 4a la doar 10 USD / lună pe noile linii nelimitate
Primul lucru pe care trebuie să îl înțelegem este modul în care funcționează exact bateria litiu-ion din telefon. Numele ne oferă o sugestie - electricitatea este transportată de la un electrod la altul folosind ioni de litiu încărcați.
Electricitatea întâlnește chimia și metalurgia - asta face posibilă o baterie.
Bateriile litiu-ion stochează, transferă și eliberează energie din cauza reacțiilor chimice naturale. Bateria are doi electrozi - un anod și un catod. Catodul este conectat la pozitiv (+) conexiune pe baterie și deține ioni încărcați pozitiv, iar anodul este conectat la negativ (-) conexiune și reține (ați ghicit) ioni încărcați negativ.
Între cei doi electrozi se află ceea ce se numește electrolit. Electrolitul dintr-o baterie cu litiu este (de obicei) o pastă de solvent organic care are un număr foarte mare de săruri metalice (în cele mai multe cazuri, acel metal este litiu) ca parte a machiajului său. Acest lucru îl face conductiv electric - electricitatea poate trece prin el. Anodul și catodul se află în electrolit și sunt separați printr-o barieră fizică, astfel încât să nu poată atinge.
Când descărcați bateria (când utilizați telefonul și nu îl încărcați) catodul își împinge ionii încărcați pozitiv, iar anodul încărcat negativ îi atrage. Electricitatea curge din anod, prin dispozitivul dvs., apoi înapoi la catod. Da, electricitatea se deplasează printr-o buclă și nu este „epuizată” de dispozitivul alimentat. Când vă încărcați telefonul, se întâmplă invers și ionii se deplasează de la catod prin electrolit la anod.
Litiul este elementul perfect pentru bateriile reîncărcabile: este ușor, ușor de reîncărcat și reține o încărcare mult timp.
Când acești ioni intră în contact cu atomii încărcați într-un electrod, se numește o reacție electrochimică oxidare-reducere (redox) eliberează electronii încărcați pentru a se deplasa prin contactele bateriei, care sunt conectate la electrozi. Aceasta continuă să încarce ionii de litiu din electrolit până când nu rămân destui care să poată conține un încărcare pozitivă suficient de puternică pentru a se deplasa prin pasta de electroliți, iar bateria dvs. nu va mai fi încărca.
Litiul este cel mai ușor metal - numărul trei pe tabelul periodic. De asemenea, este foarte excitabil, facilitând crearea unei reacții chimice puternice. Acest lucru îl face un metal aproape perfect de utilizat într-o baterie reîncărcabilă portabilă. Este ușor, ușor de reîncărcat și continuă să țină o încărcare mult timp.
Ce poate face ca o baterie să explodeze?
Pentru început, să definim ce înseamnă explodare în acest caz. Pasta de electroliți din interiorul unei baterii litiu-ion este extrem de volatilă. Poate (și va) reacționa violent la alte metale și are un punct de topire foarte scăzut (180 de grade Celsius). În interiorul carcasei sigilate a bateriei, presiunea generată se poate acumula până când carcasa este ruptă, apoi poate scăpa rapid. Presiunea produce fluide electrolitice extrem de fierbinți, care pot provoca incendierea altor lucruri. Unele baterii cu litiu sunt ventilate cu o gaură de evacuare, astfel încât să nu se rupă sub presiune. Când carcasa bateriei se rupe și lichidul supraîncălzit umplut cu metale topite este expulzat sub presiune, provoacă o explozie.
Există două modalități ușoare de a exploda o baterie cu litiu - căldură și daune fizice. Să ne uităm la amândouă.
Supraîncălzire și supraîncărcare
Acesta este cel mai frecvent motiv pentru care o baterie cedează. Ceva nu merge bine în circuitul de încărcare și puterea de intrare continuă să conducă reacția chimică. Un loc din baterie se va încălzi în cele din urmă și, din moment ce este încă încărcat, nu se poate răci, provocând ceea ce este cunoscut sub numele de fugar termic.
În acest caz, porțiunea fierbinte începe să-și genereze propria căldură, ceea ce face ca alte zone din electrolit să se supraîncălzească și să provoace supraîncălzirea mai multor pete ale bateriei. Căldura extinde electrolitul și creează abur, creând presiunea până când carcasa bateriei se desparte și forțează toată presiunea și unele foarte fierbinți, foarte lipicioase (și foarte inflamabile odată expuse la aer) gooey lichid.
O fugă termică se poate întâmpla suficient de repede încât nici măcar să nu simțiți căldura înainte ca bateria să se defecteze.
Atunci când se produce o astfel de ruptură, aceasta poate provoca daune fizice lucrurilor apropiate - atunci când țineți un telefon, plăci de circuite și sticlă sau plastic. Aceste materiale pot, de asemenea, să ia foc din căldură, ceea ce, la rândul său, face ca electrolitul scăpat să se aprindă și să acționeze ca napalmul - foc care se lipeste de lucruri până când arde prin ele sau se arde.
Procesul de fugă termică se poate întâmpla foarte repede, iar lucrurile pot trece de la „normal” la defecțiuni catastrofale în interiorul bateriei înainte ca încălzirea să fie transferată chiar prin telefon în mâinile tale. Din fericire, sutele de milioane de baterii cu litiu produse în fiecare an au un eșec extrem de scăzut (aproape nesemnificativ statistic) rata datorată fugii termice, parțial din cauza măsurilor de siguranță (abonament necesar), cum ar fi aditivi neinflamabili la electrolit și acoperiri.
Când telefonul îți spune că este prea cald și nu se va încărca sau nu va funcționa la viteză maximă, trebuie să se răcească, astfel încât să nu se întâmple fuga termică. Ascultați micul pop-up și lăsați-l să se răcească.
Daune mecanice
Bateriile cu litiu sunt proiectate pentru a fi ușoare, pentru a oferi o putere mare și pentru a fi ușor de încărcat. Aceasta înseamnă că învelișul exterior și bariera (barele) care separă electrozii sunt foarte subțiri și ușoare, cea mai mare parte a greutății provenind de la părțile care pot alimenta telefonul.
Deoarece partițiile și carcasa sunt subțiri, sunt destul de ușor de perforat sau rupt. Dacă structura bateriei în sine este deteriorată într-un mod care face ca electrozii să se atingă, se va produce un scurtcircuit. Descărcarea electrică instantanee este explozivă, care poate (și va) încălzi electrolitul și crea presiune pentru al împinge afară prin orice rupturi din carcasa bateriei. Este cald, este inflamabil și este în contact cu o scânteie. Aceasta este o rețetă pentru dezastru.
Este cald, este inflamabil și este în contact cu o scânteie. Aceasta este o rețetă pentru dezastru.
O carcasă subțire este, de asemenea, o măsură de siguranță, deși pare nebun. Metalul mai subțire este mai ușor de rupt, astfel încât o presiune mai mică poate genera în interiorul unei carcase etanșe - creând în esență o gaură de aerisire. Împingerea lichidului fierbinte inflamabil sub presiune nu este un lucru bun. Leasing Mai Mult presiunea crește până când se rupe un caz mai gros este mai rău.
Alte metale care vin în contact cu pasta de electroliți pot crea, de asemenea, o scânteie care duce la eșec. Vă voi permite să căutați singur pe YouTube pentru a vedea persoane incredibil de proste care perforează bateriile telefonului pentru a le face să explodeze. Reacția la metalul străin face același lucru ca un scurt, dar la o scară mai mică.
Dar Nota 7?
Pentru început, nimeni în afară de Samsung stie de ce bateriile din unele Note 7 au explodat. Au trimis o scurtă afirmație prin Marea Britanie, diviziune care nu prea are sens. Formularea „anodul-catodului a intrat în contact” sună de parcă descrie un scurt, dar așa cum este scris nu înseamnă nimic. Nu voi încerca să interpretez ceva care nu este clar într-un caz ca acesta. Dar pot spune ceea ce cred ca un fundaș de fotoliu care nu a văzut niciodată o notă 7 explodând sau inspectată una care a explodat pe cont propriu, o situație în care anodul se îndreaptă spre catodul care profită la maximum sens.
Deoarece oamenii au semnalat că bateria Note 7 se defectează fără ca aceasta să fie conectată și porțiuni mari din telefoanele pe care le vedem în imagini nu sunt arse, chiar voi presupune că nu este o situație de fugă termică deşi Health Canada spune în mod onest că eșecul singuratic din Canada a fost din cauza supraîncălzirii,
Oricine din afara Samsung nu poate face decât o presupunere educată despre ceea ce se întâmplă.
O situație de fugă termică nu este la fel de „instant” ca un scurtcircuit direct, iar soluția de electroliți excitați ar dura mai mult timp pentru a ieși dintr-o baterie explozivă, apoi continua după o explozie a rupt cazul. Mai mult decât o porțiune a telefonului ar fi arsă, precum și alte obiecte din zona imediată. O explozie de căldură ar cauza, de asemenea, umflarea bateriei înainte ca carcasa flexibilă să se rupă și, fără spațiu de expansiune, bateria umflată ar sparge carcasa exterioară a telefonului. Există videoclipuri pe YouTube care arată cum se întâmplă acest lucru și iată un exemplu grozav (deși vechi) a cuiva care ocolește măsurile de siguranță pentru ca aceasta să se întâmple. Cineva ar fi menționat că telefonul se umfla înainte să sufle, aș crede.
De asemenea, nu cred că obiecte străine sau resturi de fabricație vin în contact cu electrolitul. Știu că aceasta este o teorie populară, dar dacă un lot de baterii (nici măcar nu suntem siguri cât de mare este un „lot” în acest caz) toate au particule mici în electrolit, am vedea mai multe Note 7 explodând.
Un scurtcircuit în interiorul bateriei sau în circuitul de încărcare combinat cu un electrolit care a fost tratat cu aditivi neinflamabili mi se pare mai probabil. O explozie rapidă care eliberează o cantitate mică de presiune și lichid simultan s-ar putea arde rapid dacă nimic nu ar fi în contact cu telefonul. Când telefonul este în contact cu ceva inflamabil, spuneți scaunul unui Jeep, ar putea provoca un incendiu.
Desigur, ar putea exista o mulțime de alți factori despre care nu știm. Procesul de fabricație utilizat pentru a crea o baterie litiu-ion pentru un telefon le face foarte sigure de utilizat. Dar există și multe lucruri care ar putea merge prost.
A raport preliminar al Samsung către autoritățile de reglementare coreene a dat vina pe o eroare de producție care a adus în contact plăcile din baterie, declanșând „căldură excesivă”. Raportul a menționat că era nevoie de mai multe analize pentru a identifica cauza exactă.
Concluziile inițiale indică o eroare în producție care a pus presiune pe plăcile conținute în celulele bateriei. Acest lucru, la rândul său, a adus poli negativi și pozitivi în contact, declanșând căldură excesivă. Samsung a subliniat însă că trebuie să efectueze o analiză mai aprofundată pentru a determina „cauza exactă” a deteriorării bateriei.