Батареи смартфонов: почему они взрываются

Похоже, что речь идет о взрывоопасных батареях телефона, спасибо Samsung и их Note 7. Однако это не первое и не единственное устройство с

Батареи смартфонов: почему они взрываются?

Кажется, говорить о взрывах аккумуляторов в телефоне некуда, спасибо Samsung и их Note 7. Однако это не первое и не единственное устройство с такой проблемой. Почему взрываются батареи? Поговорим подробнее…

Пока мы используем литий-ионные батареи, будут возникать отдельные случаи использования батарей. Note 7 — не первый телефон, который потребовал массового отзыва из-за заряда батареи. Например, давние поклонники Nokia могут вспомнить что-то подобное. Но тогда батареи были съемными, и финской компании не пришлось снимать модели с рынка. Бывает, ничего хорошего в этом нет, но бывает. Посмотрим почему.

Как работает аккумулятор в вашем телефоне

В первую очередь мы рассмотрим, как работает литий-ионный аккумулятор вашего устройства. Суть в самом названии: электричество передается от одного электрода к другому через заряженные ионы лития.

Литий-ионные батареи накапливают, передают и выделяют энергию посредством электрохимических процессов. Батарея имеет два электрода, анод и катод. Катод содержит положительно заряженные ионы, а анод — отрицательно заряженные ионы. Между двумя электродами находится электролит. В литиевых батареях это обычно паста из натурального растворителя с высоким содержанием солей металлов (в большинстве случаев лития) в составе. Это обеспечивает электропроводность. Электролит содержит анод и катод, которые разделены и не соприкасаются друг с другом.

Когда вы разряжаете аккумулятор (используя телефон, а не заряжаете его), положительные ионы покидают анод, а отрицательно заряженный катод притягивает их. Электрический ток идет от анода, проходит через устройство и возвращается к катоду. Да, да, он описывает круг и не «тратится» на заряженное устройство. При зарядке телефона происходит обратный процесс: ионы перемещаются от катода к аноду через электролит.

Когда эти ионы вступают в контакт с заряженными атомами на электроде, происходит электрохимическая окислительно-восстановительная реакция, которая высвобождает заряженные электроны, которые проходят через контакты батареи, подключенные к электродам. Из-за этого ионы лития в электролите продолжают заряжаться до тех пор, пока их не станет достаточно, чтобы удерживать положительный заряд, достаточный для движения через электролит, после чего батарея перестает заряжаться.

Литий — самый легкий металл, номер три в периодической таблице. Он также легко реагирует, что позволяет очень легко спровоцировать эту реакцию. Следовательно, это почти идеальный металл для использования в портативной многоразовой батарее. Он легкий, легко перезаряжаемый и может удерживать заряд в течение длительного времени.

Что заставляет аккумуляторы взрываться?

Для начала определимся, что в данном случае подразумевается под взрывом. Электролитная паста внутри литий-ионного аккумулятора очень летучая. Он может легко вступать в реакцию с другими металлами и имеет очень низкую температуру плавления (180 градусов Цельсия). Внутри герметичного батарейного отсека давление может возрасти до нарушения целостности корпуса, а затем быстро взорваться. Давление вытесняет очень горячий электролит, что может вызвать пожар. Некоторые литиевые батареи имеют вентиляционное отверстие, поэтому они не разрушаются под давлением. Когда корпус батареи разрушается и перегретая жидкость, содержащая расплавленные металлы, выбрасывается под давлением, это вызывает взрыв.

Есть два способа взорвать литиевую батарею: перегрев и физическое повреждение. Рассмотрим оба этих метода.

Перегрев и перезаряд

Это наиболее частая причина проблем с аккумулятором. Во время процесса зарядки что-то нарушается, и входное напряжение продолжает поддерживать химическую реакцию. Часть батареи становится слишком горячей и, пока продолжается зарядка, она не может остыть, и происходит так называемый тепловой разгон батареи.

В этом случае горячая секция начинает выделять собственное тепло, которое перегревает ближайший электролит, а это, в свою очередь, перегревает другие части батареи. Тепло рассеивается электролитом и образует пар, повышая давление до тех пор, пока корпус батареи не разобьется, выпуская повышенное давление и горячую, липкую, легковоспламеняющуюся жидкость при контакте с воздухом.

Когда это происходит, это может привести к физическому повреждению всего, что находится поблизости, например, досок, стекла или пластика. Эти материалы также могут воспламениться при нагревании, что, в свою очередь, воспламеняет вытекший электролит, делая его чем-то вроде напалма, который либо прилипает и горит по поверхности, либо горит сам по себе.

Процесс теплового разгона может происходить очень быстро и ситуация из-за разряда нормы может стать катастрофической внутри батареи еще до того, как тепло перейдет от устройства к руке. К счастью, сотни миллионов литиевых батарей, производимых каждый год, имеют чрезвычайно низкую (статистически почти незначительную) частоту отказов из-за теплового разгона, отчасти из-за мер безопасности (таких как негорючие добавки в электролите и покрытиях).

Когда телефон становится слишком горячим и сообщает, что он не может заряжаться или работать на полную мощность, его необходимо охладить, чтобы избежать теплового разгона. Прослушайте небольшое всплывающее сообщение и дайте устройству остыть.

Механические повреждения

Литиевые батареи специально разработаны, чтобы быть легкими, высокопроизводительными и простыми в зарядке. Это означает, что внешняя оболочка и перегородка, разделяющая электроды, очень тонкие и легкие. Большая часть веса приходится на компоненты, которые непосредственно участвуют в процессе зарядки телефона.

Поскольку перегородки и корпус аккумулятора тонкие, их легко порвать или проколоть. Если аккумулятор поврежден так, что электроды могут касаться друг друга, может произойти короткое замыкание. Мгновенный электрический разряд является взрывоопасным и может вызвать перегрев электролита и создать давление, которое может взорваться и повредить корпус аккумулятора. Горячий, легковоспламеняющийся, происходит контакт с искрой — вот и рецепт катастрофы.

Тонкое тело, как ни странно звучит, тоже мера предосторожности. Чем тоньше металл, тем легче его повредить, за счет этого не образуется такое большое давление, получается своеобразное вентиляционное отверстие. Это вредно, когда выходит горячая легковоспламеняющаяся жидкость, но еще хуже, когда давление увеличивается внутри более толстой оболочки, пока она не разрушит ее.

Другие металлы, контактирующие с электролитной пастой, также могут вызвать искру, которая вызовет взрыв. Вы можете сами поискать на YouTube видео, в которых очень умные товарищи протыкают аккумулятор телефона и взрывают его. Реакцией на контакт с инородным металлом будет короткое замыкание, но в меньшем масштабе.

А что же там с Note 7?

Только Samsung знает наверняка, зачем нужны батареи в Galaxy Note 7. Компания отправила короткое сообщение своему британскому подразделению, которое не имеет особого смысла. Фраза «контакт анод-катод» звучит так, как если бы она описывала короткое замыкание, но в этой формулировке она ничего не значит. Но, будучи экспертом по диванам, который никогда не видел, чтобы Galaxy Note 7 взорвался или уже взорвался собственными глазами, мы можем сказать, что наиболее вероятная ситуация — это замыкание анода на катод.

Поскольку люди сообщают, что батареи взорвавшегося Note 7 не заряжаются, и значительная часть телефонов, которые мы видим на фотографии, не сгорели, можно предположить, что тепловой разгон не виноват, несмотря на то, что Министерство здравоохранения Канады точно указывает, что единственный случай в Канаде произошел из-за перегрева.

Температурный разгон не является «мгновенным» событием, как короткое замыкание, и нагретому электролиту требуется больше времени, чтобы вырваться из батареи с пламенем, чем вырваться из ее корпуса. Загорится более одной части телефона, а также другие предметы в непосредственной близости. Кроме того, тепловой взрыв вызовет разбухание аккумулятора до того, как будет нарушена целостность его гибкого корпуса, и при отсутствии дополнительного пространства для расширения набухший аккумулятор сломает крышку самого телефона. Видео на YouTube показывают, как это происходит. Вот хороший, хотя и старый, пример того, как кто-то нарушает меры предосторожности, чтобы это произошло. Кому-то, кому, вероятно, сказали, что телефон надувается, прежде чем взорваться.

Вряд ли можно предположить, что какие-либо инородные тела или частицы, попавшие в производство, контактируют с электролитом. Это популярная гипотеза, но если партия устройств (мы не знаем, какого размера партия) содержит мелкие частицы в электролите, мы увидим, как взорвется еще много Galaxy Note 7.

Более вероятным кажется короткое замыкание внутри аккумулятора или в цепи зарядки, связанное с электролитом с негорючими присадками. Быстрый взрыв, при котором одновременно высвобождается небольшое давление и жидкость, может сгореть, если ничто не соприкасается с устройством. В случае контакта с чем-либо горючим, например, с тем же сиденьем в джипе, может возникнуть пожар.

Конечно, может быть много факторов, о которых мы не подозреваем. Процесс производства литий-ионных аккумуляторов для телефонов очень безопасен. Но есть много вещей, которые могут пойти не так.

В предварительном отчете Samsung корейским регулирующим органам упоминалась производственная ошибка, из-за которой карты внутри батареи соприкасались, вызывая «чрезмерный нагрев». В отчете говорится, что необходим более глубокий анализ, чтобы понять точную причину.

Предварительные результаты указывают на производственную ошибку, которая оказывает давление на печатные платы в аккумуляторных элементах. Это, в свою очередь, приводит к контакту положительного и отрицательного полюсов, вызывая чрезмерное повышение температуры. Однако в Samsung акцентируют внимание на необходимости более глубокого анализа ситуации, чтобы определить «точную причину» повреждения аккумулятора.

Что мы знаем о Galaxy Note 7 и его аккумуляторе

Мы понятия не имеем, что происходит с Galaxy Note 7 и кем-либо, кроме Samsung. Но мы можем сделать правдоподобное предположение, основываясь на тех немногих знаниях, которые у нас есть. Galaxy Note 7 был признан Samsung проблемным устройством, его производство было прекращено, и нам необходимо прекратить его использование и вернуть. На самом деле, чтобы устранить потенциальный источник опасности, нам не нужно точно знать, почему взрываются устройства. Что делать, решать вам, как и то, как вы относитесь к ситуации в целом. Мы только попытались приоткрыть завесу над технической стороной проблемы.

Случаи взрыва аккумуляторных батарей не единичны. От этого страдают пользователи, их собственность, недвижимость и даже автомобили. Вы можете предотвратить взрыв аккумулятора телефона — мы покажем вам, как это сделать.

Алгоритм действий при возгорании телефона

Телефон может загореться в мгновение ока. Однако в некоторых случаях смартфон посылает своему владельцу сигналы о грядущей аварии. К предупреждающим знакам относятся:

1. Прогреть устройство. Неважно, чем это было вызвано: длительная зарядка или солнечный свет. Ясно одно: телефон нужно охладить. Отключите его от сети. По возможности снимите аккумулятор или выключите телефон. Переместите устройство в более безопасное место, поместите на негорючую поверхность.
2. Деформация корпуса. В этой ситуации попробуйте выключить телефон, отключить его от сети, если он подключен. Когда корпус «набухнет», как можно скорее отнесите устройство в безопасное место. Подойдет ванна, раковина или негорючая поверхность, а также любой толстостенный металлический контейнер, который можно использовать в качестве крышки.
3. Появление дыма. В этой ситуации специалисты советуют забыть о телефоне — скорее всего, починить не удастся. Задача владельца устройства — спасти себя и свое имущество. Смартфон необходимо отключить от сети, перенести в безопасное место и выключить.

Если устройство начало гореть, действовать нужно немедленно. Особенно опасно самовозгорание мобильного телефона в кармане куртки или брюк. Как не усугубить ситуацию и что делать, чтобы снизить потери, указано в таблице ниже.

запрещено!	Вместо этого…
Инициировать выключение устройства, подключенного к сети	Отключите телефон от сети
Лить воду на горящий телефон	Для тушения используйте пенный, сухой химический или углекислый огнетушитель
Вдыхать дым от горящего смартфона	Закройте дыхательные пути или задержите дыхание
Бросить горючее устройство	Удар может вызвать взрыв. Не прикасайтесь к горящему телефону, если его нельзя безопасно транспортировать
Используйте стеклянную или керамическую посуду в качестве защитного покрытия	Используйте только металлические емкости с толстыми стенками: кастрюли или сковороды
Попробуйте потушить пожар, если не уверены в своих навыках и знаниях.	В случае сомнений звоните по номеру 112

Внимание! Если у вас нет под рукой огнетушителя, вы можете использовать пищевую соду, землю, песок или толстую ткань, чтобы выключить устройство.

Причины, по которым телефоны взрываются, играет роль модель гаджета, указывающая на проблему, правила безопасности при использовании гаджета.

Что за модели телефонов чаще взрываются

Покупаемые на рынке китайские модели мобильных устройств подвержены взрыву чаще, чем гаджеты известных компаний.
Обычно такие изделия дешевы и изготавливаются вручную из бракованных изделий. Их хранят в неблагоприятных условиях и в любом случае перевозят.

Есть чехлы с такими брендами, как Huawei, ASUS, Nokia, Samsung и др. у них также были в продаже телефоны, в которых впоследствии были зафиксированы случаи взрыва.

Также не рекомендуется пользоваться мобильным телефоном во время путешествия на самолете. А смартфоны с литий-ионным аккумулятором внутри не допускаются с 2021 года даже в отсек, предназначенный для грузовых объектов.

Почему взрываются аккумуляторы смартфонов и как это предотвратить Чем больше устройств с литий-ионными аккумуляторами поступает в продажу, тем чаще в сети появляются сообщения о взрывах

Всего существует две основные причины, по которым аккумулятор устройства может взорваться или загореться. Одна из них — деформация в результате падения или умышленной травмы. Например, если вы сильно ударите смартфоном в область, где находится аккумулятор, стенки аккумулятора с большей вероятностью сломаются. Это приводит к внутренним утечкам и, как следствие, к короткому замыканию и, возможно, взрыву. Вы можете часто видеть это во время забавных краш-тестов, где на видео записывается, как человек всеми возможными способами дразнит смартфон, а в конце просто бьет его молотком.

При простом падении с высоты человеческого роста такой результат маловероятен — сила удара слишком мала. Но если уронить устройство с высоты нескольких этажей, аккумулятор, скорее всего, загорится или взорвется.

Сейчас наибольшей популярностью пользуются телефоны малоизвестных китайских производителей. Это еще одна проблема с аккумулятором. Малые предприятия не покупают качественные аккумуляторы от Samsung или LG, потому что они слишком дороги. Чтобы получить невысокую стоимость, китайцам приходится покупать аккумуляторы не очень высокого качества. Часто в таких аккумуляторах нет так называемого предохранителя, который прекращает зарядку при слишком высоком напряжении. Или в таких батареях из-за производственных дефектов обнаруживаются микроскопические металлические элементы. Они вступают в реакцию с содержимым батареи, вызывая короткое замыкание.

Третья и самая распространенная проблема — слишком много тепла при зарядке. Поскольку производители смартфонов постоянно хотят сократить время зарядки, им необходимо установить контроллеры, которые обеспечивают большую мощность аккумулятора. Конечно, побочным эффектом этого является выделение дополнительного тепла. Повышается температура не только в самом аккумуляторе, но и в контроллере, который находится рядом с аккумулятором. Перегрев приводит к тому, что определенная область батареи не может быстро остыть. В результате там образуется реакция, когда накапливается тепло, пока не произойдет взрыв или пожар.

При соблюдении всех норм быстрая зарядка с выделением большого количества тепла не приведет к серьезным последствиям. Однако в случае с Galaxy Note 7 все дело в взрывах и пожарах. Компания Samsung уже признала, что у этих смартфонов разные партии аккумуляторов. Судя по всему, один из них был изготовлен с дефектом, что приводит к проблемам.

Неоригинальная зарядка и переходники — вторая причина перегрева при зарядке. В случае с Galaxy Note 7, по официальным данным, взрывы вызваны неисправными аккумуляторами, поэтому даже хороший аккумулятор может выйти из строя при использовании неоригинальных зарядных устройств и адаптеров.

Почему телефоны взрываются? Мобильный телефон стал обычным делом для пользователей. Производство смартфонов было поставлено на конвейер. Однако, как и все, что люди создают, они могут

Какие могут быть последствия

Последствия взрыва могут быть катастрофическими не только для владельца устройства, но и для окружающих. Если телефон взорвется на кровати, она загорится. Если хозяев сейчас нет дома, неизбежен пожар. Взрыв в кармане или во время разговора может нанести вред здоровью человека.

Чтобы не произошло взрыва мобильного гаджета, нужно соблюдать несколько правил:

1. Покупайте устройство только в фирменных магазинах. Не рекомендуется брать дешевые смартфоны и делать это на однодневках или стихийных рынках, продающих некачественные дешевые товары.
2. Заряжайте телефон только от зарядных устройств, поставляемых в комплекте. Не рекомендуется заряжать телефон в условиях сильного мороза.
3. Не рекомендуется хранить телефон в течение длительного времени под прямыми солнечными лучами.
4. Не ударяйте устройство и не позволяйте детям играть с ним. Не разбирайте, не кусайте и не ломайте аккумулятор. Литий — активный ингредиент, который может загореться в руках.
5. Гаджет нельзя размещать в тесноте или рядом с отопительными приборами, открытым огнем.
6. Рекомендуется полностью разряжать аккумулятор и заряжать его раз в неделю.
7. Не заряжайте устройство во время разговора или просмотра видео, прослушивания музыки или игр.

Соблюдая эти простые правила, пользователь может избежать серьезных последствий и повреждений, которые может вызвать смартфон, взорвавшись у него в руках.