מדוע סוללת טלפון עשויה להתפוצץ: מבט עמוק יותר

לאחרונה דווח על מקרה של 9to5Mac בו רוכב אופניים ספג כוויות מדרגה שלישית ברגלו בגלל מכשיר האייפון 6 שלו. החדשות על סוללות טלפון תופסות אש באופן ספונטני אינן דבר חדש, נסקר בהרחבה לפני כן יחד עם כמה תמונות איומות של קורבנות שרופים. עם זאת, האוויר לא צלול ואנחנו ננסה להסביר את התופעה המדעית בפועל שמובילה לפיצוצים פחות מכל התמונות שעלולות לגרום לכם לבחילה.

טכנולוגיית הליבה של הסוללה בסמארטפון לא ראתה התקדמות פורצת דרך בשני העשורים האחרונים, אך כל הסובבים אותה התקדמו בקפיצות. החל מניהול מצברים, שיטות טעינה ואפילו כבלים עם מכשירי כבלים משולבים מובנים, אנו מזינים חשמל לסוללות שלנו בצורה המתוחכמת ביותר כיום.

אז זה מעלה את השאלה, מדוע איננו יכולים למנוע מהסוללות הארורות האלה לבלוט את עצמן ואת כל דבר בסביבה בעשן ולהבות? ובכן כדי לענות על השאלה הזו אנו צריכים לצלול למדעי התיכון, לא עומק צוואר אלא בגובה המותניים.

סוללות ליתיום יון הן 'הדוקות'

מבנה סוללת ליתיום ממלא תפקיד חשוב מאוד בהבנה מדוע סוללות ליתיום-יון מגיעות עם כל כך הרבה אזהרות. כפי שמוצג בתמונה למטה, Anode & Cathode, שני הרכיבים הבסיסיים של הסוללה הם בצורת גיליונות. בין השניים קיים גיליון 'מפריד' נקבובי למניעת קצר חשמלי. כל השילוב הזה של Anode-Separator-Cathode מוערם מספר פעמים בעובי של מ"מ מעטים של סוללת הטלפון החכם הממוצע שלך.

אריזה הדוקה כזו מאפשרת קיבולת של כמה אלפי מיליאמפר"ט בעובי של כמה מ"מ בלבד, אך היא גם מתכון בלתי נמנע לאסון כפי שנראה בקרוב.

המסלול: בריחה תרמית

בכל סוללה, אם האנודה והקתודה באים במגע ישיר אחד עם השני, מתרחש קצר חשמלי. זה רע למצבר שכן הוא מעלה את הטמפרטורה הפנימית של הסוללה. ובמקרה של סוללות Li-ion, זה גרוע מכיוון שזה מתחיל מעגל של פריקה עצמית, מה שמעלה את הטמפרטורה נוספת. זה נקרא 'בורח תרמי'. וזה משמש כמבשר לפיצוצים.

כאן, המבנה הארוז מקרוב של סוללות ליתיום יון הוא אויב משלה, שכן האנודה-קתודה מוחזקת זו מזו על ידי מפריד דק מאוד. גם צפיפות האנרגיה הגבוהה של סוללות ליתיום משמשת כדלק לשריפה, ברגע ש- Thermal Runaway מתחיל.

הסיבות העיקריות לכך שזה עשוי להתפוצץ

גזים אלו הנוצרים גורמים להצטברות הלחץ בתוך הסוללה ובסופו של דבר מובילים לפיצוץ.

הקצר בסוללה אינו מתרחש מעצמו. אחראים על מספר גורמים, החל מתהליך הייצור לגורמים חיצוניים, כגון טעינה וסביבת עבודה, המפורטים להלן.

פגמים בייצור

ראשית ברשימת הגורמים שגורמים לסוללה שלך להתפוצץ, היא רפה באיכות הייצור ותהליך הייצור. זו גם הסיבה הדומיננטית המהדהדת את העובדה שסוללות וטלפונים זולים יותר רגישים לה יותר. אמנם ייצור תא Li-ion אינו מדע טילים, אך עדיין יש לשמור על רמת QC מסוימת מכיוון שהחומרים המעורבים מסוכנים ולא יציבים (ליתיום).

בדרך כלל סוללות זולות יותר מפרידות מפריד באיכות נחותה, שמשפילה במהירות וגורמת לקצר. סוללות כאלה גם אינן מורכבות בסביבות נקיות הגורמות להיפטרות של חלקיקים סביב הטרמינלים מה שמוביל לקיצור. גם המעטפת החיצונית אינה עומדת בסימן והיא איננה מספיקה בכדי לקיים כוחות ופגיעות בוטות.

שיטות טעינה

שומר על הטלפון לטעינה לילה או ניקוזו עד 1%? אם אתה עושה את שני הדברים האלה, אל תדאג, הוא לא יגרום לטלפון שלך להיראות קלות אלא ישפיע רק על בריאות הסוללה לאורך זמן. סוללות ליתיום הן שלוות בטווח 3.7 עד 4.2 וולט, אך טעינתן מעל 5 וולט או פריקתן מתחת ל 3.2 וולט תעורר אותן.

כל הטלפונים החכמים כיום בנו מעגלים כדי למנוע את המתח מעבר לגבולות, אך שוב בגרסאות זולות יותר ולא סטנדרטיות, המעגלים הללו הם הראשונים לעבור. מטענים שאינם סטנדרטיים מסוכנים באותה מידה, על אחת כמה וכמה מכיוון שהיא כוללת את אספקת החשמל, שיכולה להיות קטלנית עבורך כמו גם את הסוללה שלך.

משתמשי אייפון: יש לנו מדריך ייעודי לטעינת מכשירי אייפון בדרך הנכונה.

נזק פיזי

אם אנו מסתכלים על ההיסטוריה של מקרי הטלפון המטוגנים, בדרך כלל הגורם השורש נחשב לסוללה של הטלפון שהיא לא סטנדרטית או מזויפת. אולם רואים כי אייפון הוא האשם במקרה הנוכחי, אנו יכולים לשלול זאת. מה שנראה כמו הגורם האפשרי הוא ההשפעה הקשה מהנפילה, מה שמוביל לקרע של המפריד וקצר חשמלי גדול. לכן מומלץ לא לפגוע בטלפון שלך בכדי לזעם.

פצפצת מצברים

לבסוף, צריך לומר קצת גם על החום. סוללה משובחת ואיכותית לחלוטין תעבור גם את התרחקות התרמית אם הטמפרטורה החיצונית תישאר מעל 60 מעלות צלזיוס למשך זמן ממושך. לכן הימנע ממקם את הטלפון ליד קמינים, מחממי חדרים או בשמש למשך זמן ממושך.

הטבלה הבאה של BatteryUniversity מנחה אותך לגבי הטמפרטורות הבטוחות.

אבל למה הפיצוץ?

מבלי להעמיק יותר על דברים טכניים, כאשר, בגלל אחת מהסיבות שלעיל התרמית בורחת, החום בתוך הסוללה עולה. יתר על כן, בגלל התופעה המובנית של Runaway, החום בפנים יכול להגיע עד 150 מעלות צלזיוס (302 F).

בטמפרטורה זו המפריד בין הסדינים נמס וגורם לקצר בקנה מידה גדול יותר.

מפריד ההיתוך והאלקטרוליט הסופר מחומם עוברים כמה תגובות כימיות מורכבות במיוחד המייצרים גזים מסוימים. גזים אלו הנוצרים גורמים להצטברות הלחץ בתוך הסוללה ובסופו של דבר מובילים לפיצוץ. אבל זו לא תמיד התוצאה, לפעמים הסוללה עשויה פשוט להתפיח ולהיכשל.

1. השתמש בכיבוי חלון, החלפת חלון או מטף מים בכיבוי האש ומניעת התפשטותו לחומרים דליקים נוספים.

2. לאחר כיבוי האש, יש להשתמש במכשיר במים או בנוזלים אחרים שאינם אלכוהוליים כדי לקרר את המכשיר ולמנוע מתאי סוללה נוספים להגיע לבריקים תרמיים.

ובכל מקרה מצער שאיזו מצבר בסביבתך מחליט להתחיל בעירה עצמית, יש לעקוב אחר העצות שלעיל מ- FAA (קובץ PDF) בכדי להרפות את האש.

אז מה למדנו?

דבר אחד שאנו יכולים להסיק הוא שסוללות תת-חלקיות ורכיבים ממלאים תפקיד מרכזי בתקלות. גם מטענים וכבלים זולים אחראים באותה מידה. אך שמירת הטלפון מחובר לזמנים ממושכים לא תגרום לכך. וסוללות פוגעות בכוונה, ובכן אלה נכנסות לקטגוריית Idiots at Work שלא ניתן לעשות דבר. כמו כן, כל סוללה התקלה לא הופכת ל- TNT, חלקם רק מתפיחים, דולפים או מפסיקים לעבוד.

אני מקווה שמסביר זה ענה על השאלה בכותרת, באופן מדעי. אם יש לך שאלות עוד יותר בוערות, אל תהסס לפנות אלינו באמצעות הערות. טעינה שמחה ובטוחה.

קרא גם: בנק כוח נייד יכול לחסוך את החופשה שלך כמו שהיא הצילה את שלי?