لماذا قد تنفجر بطارية الهاتف: نظرة أعمق

في الآونة الأخيرة ، أبلغ 9to5Mac عن حالة أصيب فيها راكب دراجات بحروق من الدرجة الثالثة في ساقه بسبب اشتعال النار في هاتف iPhone 6. إن أخبار بطاريات الهاتف التي تعمل على إطفاء الحرائق بشكل تلقائي ليست بالأمر الجديد ، حيث يتم تغطيتها بشكل مكثف من قبل مع بعض الصور البشعة للضحايا المحرومين. ومع ذلك ، فإن الهواء ليس واضحًا وسنحاول شرح الظاهرة العلمية الفعلية التي تؤدي إلى الانفجارات ناقصًا أيًا من تلك الصور التي قد تسبب لك الغثيان.

لم تشهد تكنولوجيا البطاريات الأساسية في الهاتف الذكي أي تقدم جديد في العقدين الأخيرين ، لكن كل شيء من حوله قد حقق قفزات كبيرة. بدءًا من إدارة البطارية وطرق الشحن وحتى الكابلات التي تحتوي على أجهزة IC مدمجة ، فإننا نوفر الطاقة لبطارياتنا بأكثر الطرق تطوراً اليوم.

لذلك يطرح السؤال ، لماذا لا يمكننا منع هذه البطاريات اللعينة من ابتلاع أنفسهم وأي شيء في المنطقة المجاورة في الدخان والنيران؟ حسنًا ، للإجابة على هذا السؤال ، نحتاج إلى الغوص في علوم المدرسة الثانوية ، وليس في أعماق الرقبة ولكن في الخصر.

بطاريات ليثيوم أيون هي "ضيق"

تلعب بنية بطارية Li-ion دورًا مهمًا للغاية في فهم السبب الذي يجعل بطاريات ليثيوم أيون تحمل الكثير من التحذيرات. كما هو مبين في الصورة أدناه ، Anode & Cathode ، المكونان الأساسيان للبطارية في شكل أوراق. توجد ورقة "فاصل" مسامية بين الاثنين لمنع ماس كهربائى. هذه المجموعة الكاملة من Anode-Separator-Cathode مكدسة عدة مرات بسماكة قليلة من بطارية هاتفك الذكي العادية.

يسمح هذا التغليف الضيق بعدة آلاف مللي أمبير في السعة بسمك قليل من ملم ، ولكنه أيضًا وصفة لا مفر منها لكارثة كما سنرى قريبًا.

لعنة: هارب الحرارية

في أي بطارية ، إذا كان الأنود والكاثود على اتصال مباشر مع بعضها البعض ، يحدث دائرة كهربائية قصيرة. هذا أمر سيء بالنسبة للبطارية لأنه يزيد من درجة الحرارة الداخلية للبطارية. وفي حالة بطاريات Li-ion ، يكون الوضع أسوأ لأن هذا يبدأ دورة من التفريغ الذاتي ، مما يزيد من درجة الحرارة. وهذا ما يسمى "هارب الحرارية". وهذا بمثابة مقدمة للانفجارات.

هنا ، فإن الهيكل المعبأ بشكل كبير لبطاريات Lithium Ion هو عدوها الخاص حيث يتم فصل كاثود الأنود عن طريق فاصل رقيق للغاية. كما تعمل كثافة الطاقة العالية لبطاريات Li-ion كوقود للحريق ، بمجرد بدء تشغيل Runaway الحراري.

الأسباب الرئيسية لماذا قد تنفجر

تسبب هذه الغازات الناتجة تراكم الضغط داخل البطارية مما يؤدي في النهاية إلى حدوث انفجار.

ماس كهربائى في البطارية لا يحدث في حد ذاته. هناك عدد من العوامل التي تتراوح من عملية التصنيع إلى عوامل خارجية ، مثل بيئة الشحن والعمالة ، والتي يتم توضيحها أدناه.

عيوب في التصنيع

أولاً في قائمة الأسباب التي تجعل ذراع الرافعة للبطارية الخاصة بك تباطؤ في جودة التصنيع وعملية التصنيع. هذا هو أيضًا السبب السائد الذي يردد حقيقة أن البطاريات والهواتف الأقل تكلفة أكثر عرضة لها. على الرغم من أن تصنيع خلية Li-ion ليس علمًا للصواريخ ، إلا أنه لا يزال يتعين الحفاظ على مستوى معين من مراقبة الجودة لأن المواد المعنية خطيرة وغير مستقرة (ليثيوم).

تستخدم البطاريات الأرخص بشكل عام جهاز فصل ذو جودة رديئة ، والذي يتحلل بسرعة ، مما يسبب دائرة كهربائية قصيرة. كما لا يتم تجميع هذه البطاريات في البيئات النظيفة مما يتسبب في ترسب الجزيئات حول المحطات مما يؤدي مرة أخرى إلى التقليل. كما أن الغلاف الخارجي لا يصل إلى مستوى العلامة وهو غير ملائم للحفاظ على قوى وآثار حادة.

ممارسات الشحن

الحفاظ على هاتفك للشحن بين عشية وضحاها أو استنزافه حتى 1 ٪؟ إذا كنت تفعل هذين الأمرين ، فلا تقلق ، فلن يحمص هاتفك ، لكنه سيؤثر فقط على صحة البطارية مع مرور الوقت. بطاريات Li-ion سلمية في حدود 3.7 إلى 4.2 فولت ، لكن شحنها بأكثر من 5 فولت أو تفريغها إلى ما دون 3.2 فولت سوف يستفزها.

لقد بنيت جميع الهواتف الذكية اليوم في دوائر كهربائية لتفادي الجهد الذي يتجاوز الحدود ، ولكن مرة أخرى في إصدارات أرخص وغير قياسية ، فإن هذه الدوائر هي أول من يذهب إلى kaput. تعتبر أجهزة الشحن غير القياسية أيضًا خطرة بنفس القدر ، بل إنها أكثر خطورة لأنها تتضمن مصدر التيار الكهربائي ، والذي قد يكون قاتلاً بالنسبة لك وكذلك البطارية.

مستخدمو iPhone: لدينا دليل مخصص لشحن أجهزة iPhone بالطريقة الصحيحة.

الأضرار المادية

إذا نظرنا إلى تاريخ حالات الهاتف المقلية ، فإن السبب الجذري يعتبر بطارية الهاتف غير قياسية أو مزيفة بشكل عام. لكن بالنظر إلى أن iPhone هو الجاني في هذه الحالة ، يمكننا استبعاد ذلك. ما يشبه السبب المحتمل هو التأثير الصعب الناجم عن السقوط ، مما يؤدي إلى تمزق الفاصل وقصيرة المدى. لهذا السبب يُنصح بعدم طرح هاتفك في نوبة من الغضب.

تحطيم البطارية

وأخيرا ، ينبغي أن يقال قليلا عن الحرارة. ستخضع البطارية الرائعة عالية الجودة تمامًا للهروب الحراري إذا ظلت درجة الحرارة الخارجية أعلى من 60 درجة مئوية لفترة طويلة. لذا تجنب وضع هاتفك بالقرب من المواقد أو سخانات الغرف أو في الشمس لفترة طويلة.

يرشدك الجدول التالي من BatteryUniversity إلى درجات الحرارة الآمنة.

ولكن لماذا الانفجار؟

دون الخوض في المزيد من الأشياء التقنية ، عندما ، بسبب أي من الأسباب المذكورة أعلاه يحدث الحرارية هارب ، زيادة الحرارة داخل البطارية. علاوة على ذلك ، نظرًا للظاهرة الكامنة في الهرب ، يمكن أن تصل الحرارة الداخلية إلى 150 درجة مئوية (302 فهرنهايت).

عند درجة الحرارة هذه ، يذوب الفاصل بين الأوراق ، مما يسبب دائرة كهربائية قصيرة المدى.

يخضع فاصل الذوبان والكهارل عالي التسخين لبعض التفاعلات الكيميائية المعقدة التي تنتج بعض الغازات. تسبب هذه الغازات الناتجة تراكم الضغط داخل البطارية مما يؤدي في النهاية إلى حدوث انفجار. لكن هذه ليست النتيجة دائمًا ، فقد تنفجر البطارية وتفشل في بعض الأحيان.

1. استخدام الهالون أو الهالون بديل أو طفاية المياه لإطفاء الحريق ومنع انتشاره إلى مواد قابلة للاشتعال إضافية.

2. بعد إطفاء الحريق ، قم بإغلاق الجهاز بالماء أو غيره من السوائل غير الكحولية لتبريد الجهاز ومنع خلايا البطارية الإضافية من الوصول للهروب الحراري.

وفي أي حالة مؤسفة ، تقرر بعض البطاريات في المنطقة المجاورة لك بدء الاحتراق الذاتي ، يجب اتباع النصائح الواردة أعلاه من FAA (ملف PDF) لإطفاء الحريق.

إذن ما الذي تعلمناه؟

شيء واحد يمكن أن نستنتجه هو أن البطاريات والمكونات دون المستوى تلعب دورًا رئيسيًا في حالات الفشل. شواحن رخيصة والكابلات هي أيضا مسؤولة على قدم المساواة. ولكن الاحتفاظ بهاتفك متصل بأوقات طويلة لن يسبب ذلك. والبطاريات المدمرة بشكل مقصود ، إضافة إلى تلك التي تندرج تحت فئة البلهاء في العمل والتي لا يمكن القيام بشيء بشأنها. أيضا كل عطل في البطارية لا يتحول إلى مادة تي إن تي ، بعضها مجرد انتفاخ أو تسرب أو توقف عن العمل.

آمل أن يكون هذا الشرح قد أجاب على السؤال في العنوان ، علميا. إذا كان لديك المزيد من الأسئلة الملحة ، فلا تتردد في متابعة تعليقاتنا. سعيد وآمن الشحن.

اقرأ أيضًا: هل يمكن لبنك الطاقة المحمول أن ينقذ عطلتك كما يحفظها؟