Kas liek eksplodēt tālruņa akumulatoram?

Sprādzienbīstama akumulatora saruna ir kaut kas tāds, no kā jūs nevarat izvairīties, pateicoties Samsung Galaxy Note 7 problēmai. Tā ir laba diskusija: jo vairāk cilvēku par to runā, jo mazāka ir iespēja, ka bērns ievainots no akumulatora kļūme. Tikpat daudz kā mēs ienīstam, redzot produktu, kas mums patīk pieredzēt drošības jautājumus, mēs ienīstam to, ka cilvēki daudz vairāk tiek ievainoti.

Bet Note 7 nav pirmais tālrunis, kas jebkad piedzīvo akumulatora problēmas, un tas nebūs pēdējais. Vienmēr būs atsevišķi gadījumi, kad baterijas neizdosies, ja vien mēs izmantosim tālruņus ar litija jonu elementiem, un Note 7 nav pirmais tālrunis, kura akumulators bija nepieciešams plaši atsaukt atmiņā, jo zem pārsega kaut kas nav kārtībā - tikpat ilgi Nokia fani pārāk labi zina. Tas notiek. Tā nekad nav laba lieta, bet tā ir lieta. Parunāsim par to, kāpēc tas var notikt.

Kā darbojas tālruņa akumulators

Pirmais, kas mums jāsaprot, ir tas, kā precīzi darbojas litija jonu akumulators tālrunī. Nosaukums dod mums mājienu - elektrība tiek pārnesta no viena elektrodu uz otru, izmantojot uzlādētus litija jonus.

Elektroenerģija satiek ķīmiju un metalurģija - tas ir tas, kas padara akumulatoru iespējamu.

Litija jonu akumulatori dabisko ķīmisko reakciju dēļ uzkrāj, nodod un atbrīvo enerģiju. Akumulatoram ir divi elektrodi - anoda un katoda. Katods ir savienots ar akumulatora pozitīvo (+) savienojumu un tur pozitīvi uzlādētus jonus, un anods ir savienots ar negatīvu (-) savienojumu un tur (jūs uzminējāt) negatīvi uzlādētus jonus.

Starp diviem elektrodiem ir tas, ko sauc par elektrolītu. Litija akumulatorā esošais elektrolīts (parasti) ir organisko šķīdinātāju pasta, kuras sastāvā ir ļoti liels skaits metālisko sāļu (vairumā gadījumu tas metāls ir litijs). Tas padara to elektriski vadošu - caur to var iziet elektrība. Anods un katods atrodas elektrolītā un ir atdalīti ar fizisku barjeru, lai tie nevarētu pieskarties.

Izlādējoties akumulatoram (kad izmantojat tālruni un to neuzlādējat), katods izstumj pozitīvi uzlādētos jonus, un negatīvi uzlādētais anods tos piesaista. Elektroenerģija izplūst no anoda caur jūsu ierīci un pēc tam atpakaļ uz katodu. Jā, elektrība pārvietojas pa cilpu, un to neizmanto patērētā lieta. Kad uzlādējat tālruni, notiek otrādi, un joni no katoda caur elektrolītu pārvietojas uz anodu.

Litijs ir ideāls uzlādējamu akumulatoru elements: tas ir viegls, viegli uzlādējams un ilgstoši uztur lādiņu.

Kad šie joni nonāk saskarē ar uzlādētiem atomiem elektrodā, elektroķīmiskā reakcija, ko sauc par oksidācijas-reducēšanās (redokss), atbrīvo lādētos elektronus iziet cauri akumulatora kontaktiem, kas ir savienoti ar elektrodiem. Tas turpina uzlādēt litija jonus elektrolītā, līdz nav palicis pietiekami daudz pozitīvā lādiņa, kas ir pietiekami stiprs, lai pārvietotos pa elektrolīta pastu, un akumulators vairs neuzlādēsies.

Litijs ir vieglākais metāls - trešais numurs uz periodiskās tabulas. Tas ir arī ļoti aizraujošs, ļaujot viegli izveidot spēcīgu ķīmisku reakciju. Tas padara to par gandrīz perfektu metālu izmantošanai pārnēsājamā uzlādējamā akumulatorā. Tas ir viegls, viegli uzlādējams un ilgstoši turpina uzlādēt.

Kas var izraisīt akumulatora eksplodēšanu?

Iesācējiem definēsim, ko šajā gadījumā nozīmē eksplodēt. Elektrolīta pasta litija jonu akumulatora iekšpusē ir ārkārtīgi gaistoša. Tas var (un būs) vardarbīgi reaģēt uz citiem metāliem, un tam ir ļoti zema (180 grādi pēc Celsija) kušanas temperatūra. Aizzīmogotā akumulatora apvalkā radītais spiediens var pieaugt, līdz apvalks ir plīsis, pēc tam ātri izkļūt. Spiediens izdala īpaši karstus elektrolītu šķidrumus, kas var izraisīt ugunsgrēku. Daži litija akumulatori tiek izvadīti ar aizbīdni, tāpēc zem spiediena tie neplīst. Kad akumulatora korpuss plīst un ar kausētiem metāliem piepildīts pārkarsēts šķidrums tiek izraidīts zem spiediena, tas izraisa eksploziju.

Ir divi vienkārši veidi, kā panākt litija akumulatora eksploziju - karstums un fiziski bojājumi. Apskatīsim abus.

Pārkaršana un pārmaksa

Tas ir visizplatītākais iemesls, kāpēc akumulators neizdodas. Lādēšanas ķēdē kaut kas noiet greizi, un ieejas jauda turpina izraisīt ķīmisko reakciju. Viena akumulatora vieta galu galā kļūst pārāk karsta, un, tā kā tas joprojām tiek uzlādēts, tas nevar atdzist, izraisot tā saucamo termisko izsīkumu.

Šajā gadījumā karstā daļa sāk ģenerēt siltumu, kas pārmērīgi karsē citas elektrolīta vietas, un tās izraisa pārmērīgu akumulatora plankumu pārkarsēšanu. Karstums izplešas elektrolītu un rada tvaiku, paaugstinot ēkas spiedienu, līdz akumulatora apvalks sašķeļ un izspiež visu spiedienu, kā arī ļoti karsts, ļoti lipīgs (un ļoti viegli uzliesmojošs, tiklīdz tas ir pakļauts gaisam) gooey šķidrums.

Termiskā izsīkšana var notikt pietiekami ātri, ka jūs pat nejūtat siltumu, pirms akumulators neizdodas.

Kad notiek šāds pārrāvums, tas var radīt fiziskus bojājumus tam tuvu esošajām lietām - turot tālruni, shēmas plates un stiklu vai plastmasu. Šie materiāli var arī aizdegties no karstuma, kas savukārt aizbēgušo elektrolītu aizdedzina un rīkojas kā napalms - uguns, kas pielīp lietām, līdz tas izdeg caur tām vai pats izdeg.

Termiskās izplūdes process var notikt ļoti ātri, un lietas var pāriet no "normālas" līdz katastrofālai kļūmei akumulatora iekšpusē, pirms siltums pat caur tālruni tiek nodots jūsu rokās. Par laimi, simtiem miljonu litija akumulatoru, kas tiek saražoti katru gadu, ir ārkārtīgi zems (gandrīz statistiski nenozīmīgs) bojājumu līmenis termiskās izplūdes dēļ, daļēji drošības pasākumu dēļ (nepieciešams abonēšana), piemēram, neuzliesmojošas piedevas elektrolītam un pārklājumiem.

Kad jūsu tālrunis paziņo, ka tas ir pārāk karsts un neuzlādējas vai nedarbojas pilnā ātrumā, tam ir jāatdziest, lai termiska izsīkšana nenotiktu. Klausieties mazo uznirstošo logu un ļaujiet tam atdzist.

Mehāniski bojājumi

Litija baterijas ir izstrādātas tā, lai tās būtu vieglas, tām būtu liela jauda un tās būtu viegli uzlādēt. Tas nozīmē, ka ārējais apvalks un barjeru (-as), kas atdala elektrodus, ir ļoti plāni un viegli, un lielāko daļu svara veido detaļas, kuras faktiski var darbināt tālruni.

Tā kā starpsienas un korpuss ir plāni, tos ir diezgan viegli caurdurt vai saplēst. Ja pati akumulatora struktūra ir bojāta tā, ka elektrodi pieskaras, notiek īssavienojums. Tūlītēja elektriskā izlāde ir eksplozīva, kas var (un sildīs) elektrolītu un radīs spiedienu, lai to izspiestu cauri visiem akumulatora korpusa plīsumiem. Tas ir karsts, viegli uzliesmojošs un nonāk saskarē ar dzirksteli. Tā ir katastrofas recepte.

Tas ir karsts, viegli uzliesmojošs un nonāk saskarē ar dzirksteli. Tā ir katastrofas recepte.

Plāns apvalks ir arī drošības līdzeklis, lai gan tas izklausās traki. Plānāks metāls ir vieglāk plīsis, tāpēc mazāk spiediena var radīt hermētiskā korpusa iekšpusē - būtībā izveidojot ventilācijas atveri. Uzliesmojoša karsta šķidruma izspiešana zem spiediena nav laba lieta. Sliktāk ir ļaut palielināt spiedienu, līdz tas sagrauj biezāku lietu.

Arī citi metāli, kas nonāk saskarē ar elektrolītu pastu, var radīt dzirksteli, kas noved pie neveiksmes. Ļaujiet jums pašiem meklēt vietnē YouTube, lai redzētu neticami muļķīgus cilvēkus, kas caurdur telefona baterijas, lai tās eksplodētu. Reakcija uz svešu metālu notiek tāpat kā īss, bet mazākā mērogā.

Kā ir ar 7. piezīmi?

Attēlu kredīts reddit lietotāja drupinātājs

Iesākumā neviens, izņemot Samsung, nezina, kāpēc dažās 7. Piezīmēs akumulatori ir eksplodējuši. Viņi caur Apvienoto Karalisti nosūtīja īsu paziņojumu, kurā nav īsti jēgas. Formulējums “anods-pret-katodu saskārās” izklausās, ka tie apraksta īsu, bet kā rakstīts, tas neko nenozīmē. Nemēģināšu interpretēt kaut ko neskaidru tādā gadījumā kā šis. Bet es varu pateikt, ko es domāju kā atzveltnes krēsla atzveltni, kurš nekad nav redzējis, ka 7. piezīme sprāgst vai ir pārbaudījusi vienu, kas pats ir eksplodējis. Situācijai, kad anoda šorti uz katoda ir vislielākā jēga.

Tā kā cilvēki ir ziņojuši, ka Note 7 akumulators nedarbojas, nepieslēdzot to, un liela daļa bildēs redzamo tālruņu netiek sadedzināti, es pieņemšu, ka tā nav termiski bēguļojoša situācija, kaut arī Health Canada skaidri saka, ka vientuļais neveiksme Kanādā notika no pārkaršanas,

Ikviens ārpus Samsung var tikai izglītoti uzminēt par notiekošo.

Termiski bēguļojoša situācija nav tik "tūlītēja" kā tieša īsa, un satrauktajam elektrolīta šķīdumam būtu nepieciešams ilgāks laiks, lai izietu no eksplozijas akumulatora, un pēc tam to turpina pēc sprādziena, kas sagrauj lietu. Tiks sadedzināta ne tikai daļa tālruņa, kā arī citi objekti tiešā tuvumā. Karstuma sprādziens arī izraisītu akumulatora pietūkumu, pirms elastīgais apvalks plīst, un, ja nav vietas paplašināšanai, pietūkušais akumulators plaisā tālruņa ārējo apvalku. Vietnē YouTube ir videoklipi, kas parāda, kā tas notiek, un šeit ir lielisks (kaut arī vecs) piemērs tam, ka kāds apiet drošības pasākumus, lai tas notiktu. Kāds būtu minējis, ka tālrunis uzbriest, pirms tas pūta, es domāju.

Es arī nedomāju, ka kādi elektrolīti nonāk saskarē ar svešķermeņiem vai ražošanas pārpalikumiem. Es zinu, ka šī ir populāra teorija, bet, ja bateriju partijai (mēs pat neesam pārliecināti, cik liela ir “partija” šajā gadījumā) elektrolītā ir mazas daļiņas, mēs redzētu daudz vairāk 7. piezīmes. eksplodējošs.

Man drīzāk šķiet īss akumulatora iekšpusē vai lādēšanas ķēdē apvienojumā ar elektrolītu, kas apstrādāts ar neuzliesmojošām piedevām. Ātrs sprādziens, kas uzreiz atbrīvo nelielu daudzumu spiediena un šķidruma, varētu ātri izdegt, ja nekas nebūtu saskarē ar tālruni. Ja tālrunis saskaras ar kaut ko viegli uzliesmojošu, teiksim, kāda Jeep sēdekli, tas var izraisīt ugunsgrēku.

Protams, var būt daudz citu faktoru, par kuriem mēs nezinām. Ražošanas process, ko izmanto tālruņa litija jonu akumulatora izveidošanai, padara tos ļoti drošus. Bet ir arī daudz kas, kas varētu noiet greizi.

Sākotnējā Samsung ziņojumā Korejas regulatoriem vainojama ražošanas kļūda, kuras rezultātā akumulatorā esošās plāksnes nonāca saskarē, izraisot "pārmērīgu karstumu". Ziņojumā tika atzīmēts, ka ir nepieciešama papildu analīze, lai precīzi noteiktu cēloni.

Sākotnējie secinājumi norāda uz kļūdu ražošanā, kas spiedienu izdarīja uz plāksnēm, kas atrodas akumulatora elementos. Tas, savukārt, kontaktēja negatīvos un pozitīvos polus, izraisot pārmērīgu karstumu. Tomēr Samsung uzsvēra, ka ir jāveic rūpīgāka analīze, lai noteiktu akumulatora bojājumu "precīzo cēloni".

Ko mēs zinām par Note 7 un tā akumulatoru

Mums nav ne mazākās nojausmas, kas notiek ar Note 7, kā arī nevienam ārpus Samsung. Bet mēs varam izdarīt izglītotu minējumu, pamatojoties uz maziem pierādījumiem, kas mums ir slepeni. Un galu galā tam nav nozīmes. Samsung ir konstatējis, ka 7. piezīme ir kļūdaina, un mums visiem vajadzētu pārtraukt to lietošanu un atgriezt. Nomaiņa bez izdošanas notiek ražošanā un jau ir ceļā uz pārdošanas kanālu. Mums nav jāzina, kāpēc tas eksplodē, lai zinātu, ka mums vajadzētu no tā atbrīvoties.

Samsung iesaka izslēgt Note 7 un pārtraukt tā lietošanu.

Samsung un jūsu pārvadātājam (vai citiem mazumtirgotājiem, piemēram, Target vai Best Buy) ir ieviesta politika un metodes, kas ļauj atgriezt Note 7, nezaudējot naudu. Daži piedāvā aizdevēju ierīces, kuras varat atgriezt, ja labotie Note 7 tālruņi nonāk plauktos, bet citi vienkārši piedāvā pilnīgu atmaksu. Abas iespējas ir labāk nekā riskēt ar roku vai seju, ja akumulators neizdodas.

Mēs esam apkopojuši visu, kas jums jāzina, vienā vietā, un mēs arī labprāt atbildēsim uz visiem jautājumiem, ko varam komentāros vai sociālajos medijos.

Samsung Galaxy Note 7 atgādina: viss, kas jums jāzina