Что там взрывоопасного?
Собственно смартфон — это электроника и взрываться там нечему. Однако для автономной работы (читай — без проводов и розетки), каждый смартфон оборудован аккумулятором. Он может быть съемным и выниматься, если снять заднюю крышку девайса. Или, если смартфон неразборный — может быть впаян в плату. Именно аккумулятор и есть та взрывоопасная составляющая.
В современных смартфонах используются аккумуляторы на основе лития. Такие аккумуляторы могут быть тонкими, принимать любую форму, эффект памяти в них практически нулевой, они мало весят и самое главное — обладают высокой емкостью. Практически идеальное решение для смартфонов, ведь именно благодаря литиевым аккумуляторам они стали толщиной всего в несколько миллиметров.
Обозначаются такие аккумуляторы так: Li-ion. Специфика работы такого аккумулятора заключается в том, что он не терпит перезаряда, плохо переносит нагрев и зарядку высокими токами. Собственно литий в аккумуляторах и является причиной взрыва.
Почему взрывается?
Литий содержится в аккумуляторе в аноде и электролите. При заряде и разряде аккумулятора в нормальных условиях процессы стабилизированы. Нормальные условия это:
- заряд штатным зарядным устройством;
- температура окружающей среды не ниже нуля и не выше 30 градусов Цельсия;
- смартфон не лежит возле источника огня или на открытом солнце и не накрыт подушкой, одеялом, плотной тканью или чем-либо, нарушающим вентиляцию и охлаждение;
- батарея смартфона не деформирована и не находится под давлением.
Все меняется, когда нормальные условия нарушены и возникает короткое замыкание между анодом и катодом аккумулятора. Это бывает в следующих случаях:
- Нарушена технология производства батареи. Чем ниже контроль качества при производстве батареи, тем выше риск короткого замыкания. Неровные края анода и катода, металлическая стружка попавшая внутрь батареи и т.д.
- Нарушена целостность батареи. В этом случае замыкание может быть спровоцировано либо предметом, пробившем батарею (игла, гвоздь, штырь) либо деформацией ячеек батареи.
- Внутренняя деградация химических элементов. Литий может кристаллизовываться и прорастать в так называемые дендриты. В определенный момент дендрит соединяет анод и катод и происходит короткое замыкание. Эти процессы происходят быстрее при повышенных температурах и слишком высоких токах заряда.
А как взрывается?
Во время короткого замыкания внутренности батареи нагреваются, при достижении температуры в 70-90 градусов электролит выделяет взрывоопасные газы. Температура продолжает повышаться и при достижении 180-200 градусов выделяется кислород. Происходит взрыв, термическое разложение электролита с дальнейшим повышением температуры до 300 градусов. Это выглядит как яркое горение. Дальше в реакцию вступает графит, температура растет до 600 градусов, затем сгорает алюминий. Обычно выше 900 градусов температура не повышается — все выгорает.
На практике все происходит достаточно быстро. Собственно взрыв — это реакция газов с кислородом, которые и провоцируют литий в электролите. Разлетающиеся при этом кусочки корпуса и экрана могут травмировать пользователя.
А производители об этом не знают?
Прекрасно знают и работают над тем, чтобы аккумулятор был безопасным.
Например — работают над совершенствованием батареи и используют полимерный электролит. Суть аккумулятора та же, однако полимер менее текучий и более стабильный, чем жидкий электролит и за счет этого более безопасен. Такие аккумуляторы маркируются как Li-pol, Li-polymer, LIP, Li-poly и т. д.
Кроме того используется многоуровневая система защиты:
- Защита от перезаряда. При достижении определенного значения тока, встроенный контроллер отключает заряд даже если провод питания вставлен в смартфон.
- Защита от перегрева. Некоторые смартфоны прекращают заряд если температура батареи повысилась выше определенного значения.
-
Защита от повышенного давления.
Прекращается заряд, если давление выше определенного показателя. В определенный момент происходит срабатывание мембраны безопасности при превышении давления.
Впрочем, производители данных аккумуляторов не любят употреблять слово «взрыв», предпочитая термин «тепловой пробой». Он не так страшно звучит, но суть дела не меняет.
Как избежать взрыва?
Рекомендации очень простые. Не покупать телефоны у серых поставщиков или с рук. Батареи там могут быть «не первой свежести», после ремонта или восстановления, либо от непроверенных поставщиков. Если батарее больше двух лет, то неважно, использовалась она или нет, внутренние дегенеративные процессы ухудшают ее характеристики, она становится менее безопасной в эксплуатации.
При покупке телефона следует внимательно изучить аккумуляторную батарею — она должна быть ровная, без вздутий или непредусмотренных технологией производства углублений. То есть если есть вмятина, то возрастает опасность разгерметизации и взрывной реакции. Совершенно недопустимо, если есть следы проколов или подтеков.
Наиболее взрывоопасный режим — зарядка. Во время заряда нельзя оставлять телефон на солнце или в помещении с высокой температурой. Просто надо стараться не заряжать телефон в условиях, когда и в помещении выше 30 градусов. На работу телефона такая температура не влияет, так как в этом случае происходит разряд батареи, а это иные физико-химические процессы.
Нельзя сгибать батарею. Если телефон случайно согнулся вместе с батареей, но продолжает работать — батарею лучше заменить, так как внутри она уже повреждена.
Имеет смысл максимально снизить нагрузку на аккумулятор во время заряда. Выключить по возможности Wi-Fi, 3G или 4G, GPS, Bluetooth, не включать проигрывание видео или аудио. Заряд и параллельный разряд батареи приводит к тому, что контроллер может неверно управлять процессом заряда. Лучше взять за правило — во время заряда телефона максимально его “разгружать”.
Вероятность взрыва у полностью заряженного аккумулятора выше, чем у заряженного на 30%. Однако не стоит это воспринимать так, что полностью заряженный аккумулятор вот-вот взорвется. Нет. Просто у полностью заряженного аккумулятора выше энергетический потенциал, короткое замыкание будет длиться дольше, а значит успеет нагреть внутренности батареи и довести ее до взрывной реакции.
Если подходить к вопросу совсем фанатично — то не покупать телефоны с аккумуляторами большой емкости — больше 4000 mAh. Там больше электролита, а значит он при взрыве нанесет больший урон.
Если аккумулятор вздулся или взорвался
Вздутый аккумулятор нельзя использовать. Вздутие происходит из-за выделения газов при химических процессах внутри батареи. В норме они не деформируют конструкцию, однако если батарея вздулась, значит химическая реакция происходит не так, как нужно. Нельзя сминать батарею или пытаться ее выровнять. Если телефон на гарантии и заряжался штатным зарядным устройством, надо вернуть его в магазин. Если гарантия закончилась — имеет смысл заменить батарею в сервисном центре.
Если батарея взорвалась и загорелась, то необходимо обезопасить от огня вначале людей, потом технику и окружающее имущество. В целом лития в современных аккумуляторах довольно мало, а вся реакция происходит достаточно быстро. Однако вначале аккумулятор вздувается. С началом этого процесса имеет смысл отключить телефон от зарядки и поместить его на несгораемую поверхность, например в металлическое ведро. Если началось возгорание — залить смартфон водой.
