Explodujúca komunikácia o batérii je vec, ktorej teraz nemôžete uniknúť vďaka problému s Samsung Galaxy Note 7. Je dobré viesť diskusiu: čím viac ľudí o tom hovorí, tým menšia je pravdepodobnosť zranenia dieťaťa v dôsledku zlyhania batérie. Toľko, čo nenávidíme produkt, ktorý sa nám páči zažívame problémy s bezpečnosťou, nenávidíme, keď vidíme, ako sa ľudia zrania oveľa viac.
Note 7 ale nie je prvým telefónom, ktorý kedy prešiel problémami s batériou, a nebude ani posledným. Pokiaľ používame telefóny s lítium-iónovými článkami a poznámkou 7, vždy budú ojedinelé prípady zlyhania batérií nie je prvý telefón, ktorého batéria si vyžadovala rozsiahle stiahnutie, pretože sa pod kapotou niečo deje - ako dlhoročná Nokia Fanúšikovia ved príliš dobre. To sa stáva. Nikdy to nie je dobrá vec, ale je to vec. Porozprávajme sa o prečo môže sa to stať.
Verizon ponúka Pixel 4a na nových linkách Unlimited iba za 10 dolárov za mesiac
Prvá vec, ktorú musíme pochopiť, je, ako presne funguje lítium-iónová batéria v telefóne. Názov nám dáva náznak - elektrina sa prenáša z jednej elektródy na druhú pomocou nabitých iónov lítia.
Elektrická energia sa stretáva s chémiou a metalurgiou - to je to, čo umožňuje batériu.
Lítium-iónové batérie ukladajú, prenášajú a uvoľňujú energiu z dôvodu prírodných chemických reakcií. Batéria má dve elektródy - anódu a katódu. Katóda je spojená s kladným pólom (+) pripojenie na batériu a drží kladne nabité ióny a anóda je pripojená k zápornému pólu (-) spojenie a drží (uhádli ste) negatívne nabitých iónov.
Medzi týmito dvoma elektródami sa nachádza elektrolyt. Elektrolyt v lítiovej batérii je (zvyčajne) pasta z organického rozpúšťadla, ktorá ako súčasť svojho zloženia obsahuje veľmi veľké množstvo kovových solí (vo väčšine prípadov je tým kovom lítium). Vďaka tomu je elektricky vodivý - môže ním prechádzať elektrina. Anóda a katóda sú v elektrolyte a sú oddelené fyzickou bariérou, aby sa nemohli dotknúť.
Keď vybijete batériu (keď používate telefón a nenabíjate ho), katóda odtláča svoje kladne nabité ióny preč a záporne nabitá anóda ich priťahuje. Elektrina vyteká z anódy cez vaše zariadenie a potom späť na katódu. Áno, elektrina prechádza slučkou a nie je „spotrebovaná“ tým, čo je napájané. Keď nabijete telefón, dôjde k reverzu a ióny sa dostanú z katódy cez elektrolyt do anódy.
Lítium je dokonalým prvkom pre nabíjateľné batérie: Je ľahké, ľahko sa dobíja a dlho udržuje náboj.
Keď tieto ióny prídu do kontaktu s nabitými atómami v elektróde, volá sa elektrochemická reakcia redukcia oxidácie (redox) uvoľňuje nabité elektróny na cestu von cez kontakty batérie, ktoré sú spojené s elektródami. To pokračuje v nabíjaní lítiových iónov v elektrolyte, až kým nezostane dosť, ktoré pojme a kladný náboj, ktorý je dostatočne silný na to, aby sa pohyboval cez pastu elektrolytu, a vaša batéria už nebude nabitá poplatok.
Lítium je najľahší kov - číslo tri na periodickej tabuľke. Je to tiež veľmi vzrušujúce, čo uľahčuje vytvorenie silnej chemickej reakcie. Vďaka tomu je takmer dokonalý kov na použitie v prenosnej nabíjateľnej batérii. Je ľahký, ľahko sa dobíja a vydrží dlho nabitý.
Čo môže spôsobiť výbuch batérie?
Pre začiatočníkov definujme, čo v tomto prípade znamená výbuch. Elektrolytová pasta vo vnútri lítium-iónovej batérie je mimoriadne prchavá. Môže (a bude) prudko reagovať na iné kovy a má veľmi nízku teplotu topenia (180 stupňov Celzia). Vo vnútri utesneného krytu batérie sa môže vyvíjaný tlak hromadiť, kým sa kryt neroztrhne, a potom rýchlo uniknúť. Tlak prenáša mimoriadne horúce kvapaliny elektrolytu, ktoré môžu spôsobiť ďalšie požiare. Niektoré lítiové batérie sú vetrané s únikovým otvorom, aby sa nerozbili pod tlakom. Keď praskne plášť batérie a prehriata kvapalina naplnená roztavenými kovmi je pod tlakom vytlačená, spôsobí to výbuch.
Existujú dva ľahké spôsoby, ako spôsobiť výbuch lítiovej batérie - teplo a fyzické poškodenie. Pozrime sa na obe.
Prehriatie a prebitie
Toto je najbežnejší dôvod zlyhania batérie. V nabíjacom obvode sa niečo pokazilo a vstupný výkon naďalej vyvoláva chemickú reakciu. Jedno miesto v batérii sa nakoniec príliš zahreje a pretože sa stále nabíja, nemôže sa ochladiť, čo vedie k tzv termálny útek.
V takom prípade horúca časť začne generovať svoje vlastné teplo, čo spôsobí prehriatie iných oblastí v elektrolyte a spôsobí prehriatie ďalších miest v batérii. Teplo rozširuje elektrolyt a vytvára paru, čím vytvára tlak, až sa plášť batérie rozdelí a vytlačí všetok tlak a niektoré veľmi horúce, veľmi lepkavé (a po vystavení vzduchu veľmi horľavé) lepkavé tekutý.
K tepelnému úniku môže dôjsť dostatočne rýchlo, aby ste predtým, ako batéria vypadne, ani nepocítili horúčavu.
Ak dôjde k takémuto prasknutiu, môže to spôsobiť fyzické poškodenie vecí, ktoré sa nachádzajú v jeho blízkosti - keď držíte telefón, dosky s plošnými spojmi a sklo alebo plast. Tieto materiály sa môžu tiež vznietiť z tepla, čo následne spôsobí vznietenie uniknutého elektrolytu a bude pôsobiť ako napalm - oheň, ktorý sa drží vecí, až kým cez ne neprehorí alebo nevyhorí.
Proces tepelného úniku môže prebehnúť veľmi rýchlo a veci sa môžu pohybovať od „normálneho“ po katastrofické zlyhanie batérie skôr, ako sa teplo prenesie cez telefón do vašich rúk. Našťastie stovky miliónov lítiových batérií vyrobených každý rok majú extrémne nízku (takmer štatisticky nevýznamnú) poruchu rýchlosť v dôsledku úniku tepla, čiastočne kvôli bezpečnostným opatreniam (vyžaduje sa predplatné), ako sú nehorľavé prísady do elektrolytu a povlaky.
Keď vám telefón povie, že je príliš horúci a nenabíja sa alebo nefunguje pri plnej rýchlosti, musí sa ochladiť, aby nedošlo k tepelnému úniku. Vypočujte si malé vyskakovacie okno a nechajte ho vychladnúť.
Mechanické poškodenie
Lítiové batérie sú navrhnuté tak, aby boli ľahké, poskytovali vysoký výkon a ľahko sa nabíjali. To znamená, že vonkajší plášť a bariéra (bariéry) oddeľujúce elektródy sú veľmi tenké a ľahké, pričom väčšina váhy pochádza z častí, ktoré môžu skutočne napájať váš telefón.
Pretože priečky a puzdro sú tenké, je ľahké ich prepichnúť alebo roztrhnúť. Ak je štruktúra samotnej batérie poškodená tak, že sa elektródy dotýkajú, dôjde ku skratu. Okamžitý elektrický výboj je výbušný, ktorý môže (a bude) zahrievať elektrolyt a vytvárať tlak na jeho vytlačenie cez akékoľvek prasknutie v puzdre batérie. Je teplo, je horľavé a je v kontakte s iskrou. To je recept na katastrofu.
Je teplo, je horľavé a je v kontakte s iskrou. To je recept na katastrofu.
Tenký kryt je tiež bezpečnostným opatrením, hoci to znie šialene. Tenší kov sa ľahšie pretrhne, takže vo vnútri utesneného puzdra môže vznikať menší tlak - v podstate sa tak vytvorí odvetrávací otvor. Vytláčanie horľavej horúcej kvapaliny pod tlakom nie je dobrá vec. Prenájom viac silnejší je horší tlak, až kým nepraskne.
Iskry, ktoré prichádzajú do styku s pastou elektrolytu, môžu tiež vytvárať iskru, ktorá vedie k poruche. Umožním vám prehľadať YouTube sami, aby ste videli, ako neskutočne hlúpi ľudia prepichujú batérie telefónu, aby explodovali. Reakcia na cudzí kov robí to isté ako krátka, ale v menšom meradle.
Čo poznámka 7?
Pre začiatočníkov nikto iný ako Samsung vie prečo batérie v niektorých Note 7 explodovali. Rozposlali krátke vyhlásenie prostredníctvom ich Veľkej Británie, divízie, ktorá v skutočnosti nemá zmysel. Znenie „kontakt medzi anódou a katódou“ znie akoby popisoval skratku, ale ako je napísané, nič to neznamená. V takom prípade sa nebudem snažiť interpretovať niečo, čo nie je jasné. Ale môžem povedať, čo si myslím ako rozohrávač kresla, ktorý nikdy nevidel explodovať alebo skontrolovať Note 7 ten, ktorý explodoval sám, je situácia, keď anódové skraty ku katóde skutočne vyťažia maximum zmysel.
Pretože ľudia hlásili zlyhanie batérie Note 7 bez toho, aby bola zapojená a veľké časti zariadenia telefóny, ktoré vidíme na obrázkoch, nie sú spálené, budem predpokladať, že to nie je ani tak situácia tepelného úniku predsa Health Canada Explicitne hovorí, že osamelý neúspech v Kanade bol z prehriatia,
Ktokoľvek mimo spoločnosti Samsung môže iba vzdelane tušiť, čo sa deje.
Tepelná situácia, keď dôjde k úniku, nie je taká „okamžitá“ ako priame skraty, a vybitému elektrolytickému roztoku bude trvať dlhší čas, kým vyjde z prasknutej batérie, potom bude pokračovať po puzdro pretrhlo výbuch. Spálila by sa nielen časť telefónu, ale aj ďalšie predmety v bezprostrednom okolí. Výbuch tepla by tiež spôsobil nabobtnanie batérie skôr, ako by došlo k prasknutiu ohybného krytu, a bez miesta na rozšírenie by opuchnutá batéria praskla na vonkajšej strane telefónu. Na YouTube sú videá, ktoré ukazujú, ako sa to deje, a tu je skvelý (aj keď starý) príklad niekoho, kto obchádza bezpečnostné opatrenia, aby sa tak stalo. Niekto by si spomenul, že sa telefón nafúkol skôr, ako zafúkal, pomyslel som si.
Tiež si nemyslím, že by nejaké cudzie predmety alebo zvyšky výroby prichádzali do styku s elektrolytom. Viem, že ide o populárnu teóriu, ale ak je to batéria (ani si nie sme istí, aká veľká je „dávka“) v tomto prípade) všetky majú malé častice v elektrolyte, videli by sme explodovať oveľa viac Note 7.
Skrat vo vnútri batérie alebo v nabíjacom okruhu kombinovaný s elektrolytom, ktorý bol ošetrený nehorľavými prísadami, sa mi zdá pravdepodobnejší. Rýchla explózia, pri ktorej sa naraz uvoľní malé množstvo tlaku a kvapaliny, by sa mohla rýchlo spáliť, ak by s telefónom nebolo nič v kontakte. Ak je telefón v kontakte s horľavými látkami, napríklad so sedadlom Jeep, mohlo by to spôsobiť požiar.
Samozrejme, mohlo by existovať množstvo ďalších faktorov, o ktorých nevieme. Výrobný proces, ktorý sa používa na výrobu lítium-iónovej batérie pre telefón, umožňuje ich veľmi bezpečné použitie. Ale je tu aj veľa toho, čo by sa mohlo pokaziť.
A predbežná správa spoločnosti Samsung kórejským regulačným orgánom vyčítal výrobnej chybe, ktorá priniesla doštičky v batérii do kontaktu, čo spôsobilo „nadmerné teplo“. V správe sa uvádza, že na určenie presnej príčiny je potrebná ďalšia analýza.
Počiatočné závery naznačujú chybu vo výrobe, ktorá vyvíjala tlak na dosky obsiahnuté v článkoch batérie. To zase viedlo ku kontaktu negatívnych a pozitívnych pólov, čo spôsobilo nadmerné teplo. Spoločnosť Samsung však zdôraznila, že je potrebné vykonať dôkladnejšiu analýzu s cieľom určiť „presnú príčinu“ poškodenia batérie.