Pourquoi une batterie de téléphone pourrait exploser: un examen plus approfondi
Récemment, un cas a été signalé par 9to5Mac où un cycliste a subi des brûlures au troisième degré à la jambe en raison de l'incendie de son iPhone 6. le nouvelles de batteries de téléphones qui attrapent spontanément le feu n'est pas quelque chose de nouveau, couvert en détail avant avec quelques photos horribles de victimes brûlées. Pourtant, l'air n'est pas clair et nous allons essayer d'expliquer le phénomène scientifique réel qui conduit aux explosions moins l'une de ces photos qui pourraient vous rendre nauséeux.
La technologie de base de la batterie dans le smartphone n'a connu aucun progrès révolutionnaire au cours des deux dernières décennies, mais tout ce qui l'entoure a progressé à pas de géant. De la gestion de la batterie aux méthodes de charge en passant par les câbles circuits intégrés intégrés, nous alimentons nos batteries de la manière la plus sophistiquée aujourd'hui.
Donc, cela pose la question, pourquoi ne pouvons-nous pas empêcher ces maudites batteries de s’engloutir et de tout ce qui se trouve à proximité dans la fumée et les flammes? Eh bien, pour répondre à cette question, nous devons plonger dans la science du secondaire, non pas jusqu'au cou mais à la taille.
Les batteries au lithium-ion sont «étanches»
La structure de la batterie Li-ion joue un rôle très important dans la compréhension de la raison pour laquelle les batteries au lithium-ion comportent autant d'avertissements. Comme le montre l'image ci-dessous, Anode & Cathode, les deux composants de base de la batterie sont sous forme de feuilles. Une feuille poreuse de «séparateur» est présente entre les deux pour éviter les courts-circuits. Toute cette combinaison de Anode-Séparateur-Cathode est empilé plusieurs fois dans les quelques mm d'épaisseur de la batterie moyenne de votre smartphone.
Un tel emballage étanche permet la capacité de plusieurs milliers de mAh en seulement quelques mm d'épaisseur, mais est également une recette inévitable de catastrophe comme nous le verrons bientôt.
The Bane: Thermal Runaway
Dans toute batterie, si l'anode et la cathode entrent en contact direct l'une avec l'autre, un court-circuit se produit. C'est mauvais pour la batterie car cela augmente la température interne de la batterie. Et dans le cas des batteries Li-ion, c'est pire car cela commence un cycle d'auto-décharge, augmentant encore la température. C'est ce qu'on appelle «Thermal Runaway». Et cela agit comme un précurseur d'explosions.
Ici, la structure serrée des batteries au lithium-ion est son propre ennemi, car l'anode-cathode est maintenue à l'écart juste par un séparateur très mince. De plus, la haute densité énergétique des batteries Li-ion sert de combustible au feu, une fois que Thermal Runaway démarre.
Les principales raisons pour lesquelles cela pourrait exploser
Ces gaz générés provoquent une augmentation de la pression à l'intérieur de la batterie conduisant finalement à une explosion.
Un court-circuit dans une batterie ne se produit pas par lui-même. Un certain nombre de facteurs allant du processus de fabrication aux facteurs externes, tels que la charge et l'environnement de travail sont responsables, qui sont développés ci-dessous.
Défauts de fabrication
Dans la liste des causes qui font que votre batterie est en plein essor, la qualité et le processus de fabrication sont lents. C'est également la cause dominante qui fait écho au fait que les batteries et téléphones moins chers y sont plus sensibles. Bien que la fabrication d'une cellule Li-ion ne soit pas sorcière, un certain niveau de contrôle qualité doit encore être maintenu car les matériaux impliqués sont dangereux et instables (lithium).
Les batteries moins chères utilisent généralement un séparateur de qualité inférieure, qui se dégrade rapidement, provoquant un court-circuit. De telles batteries ne sont pas non plus assemblées dans des environnements propres, ce qui provoque un dépôt de particules autour des bornes, ce qui entraîne à nouveau un court-circuit. Le boîtier externe n'est pas non plus à la hauteur et est inadéquat pour supporter les forces contondantes et les impacts.
Pratiques de facturation
Garder votre téléphone pour le recharger toute la nuit ou le vider jusqu'à 1%? Si vous faites ces deux choses, ne vous inquiétez pas, votre téléphone ne sera pas grillé mais n'affectera que la santé de votre batterie au fil du temps. Les batteries Li-ion sont paisibles dans la gamme de 3,7 à 4,2 volts, mais les charger plus de 5 volts ou les décharger en dessous de 3,2 volts les provoquera.
Tous les smartphones ont aujourd'hui des circuits intégrés pour éviter que la tension dépasse les limites, mais encore une fois dans des versions moins chères et non standard, ces circuits sont les premiers à passer en mode kaput. Les chargeurs non standard sont également tout aussi dangereux, d'autant plus qu'ils impliquent l'alimentation secteur, qui peut être mortelle pour vous ainsi que pour votre batterie.
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Dommages physiques
Si nous regardons l'histoire des étuis de téléphone frits, la cause première est généralement considérée comme une batterie du téléphone non standard ou fausse. Mais vu qu'un iPhone est le coupable dans le cas présent, nous pouvons l'exclure. Ce qui semble être la cause probable est l'impact dur de la chute, conduisant à la rupture du séparateur et à un court-circuit à grande échelle. C'est pourquoi il vous est conseillé de ne pas marteler votre téléphone en colère.
Enfin, il faut aussi parler un peu de la chaleur. Une batterie parfaitement fine et de haute qualité subira également une fuite thermique si la température extérieure reste supérieure à 60 degrés Celsius pendant une période prolongée. Évitez donc de placer votre téléphone près des cheminées, des radiateurs ou au soleil pendant une période prolongée.
Le tableau suivant de BatteryUniversity vous guide concernant les températures de sécurité.
Mais pourquoi l'explosion?
Sans aller plus loin dans les aspects techniques, lorsque, pour l'une des raisons ci-dessus, Thermal Runaway se produit, la chaleur à l'intérieur de la batterie augmente. En outre, en raison du phénomène inhérent de Runaway, la chaleur à l'intérieur peut atteindre jusqu'à 150 degrés Celsius (302 F).
A cette température, le séparateur entre les feuilles fond, provoquant un court-circuit à plus grande échelle.
Le séparateur de fusion et l'électrolyte super chauffé subissent des réactions chimiques super complexes produisant des gaz. Ces gaz générés provoquent une augmentation de la pression à l'intérieur de la batterie conduisant finalement à une explosion. Mais ce n'est pas toujours le résultat, parfois la batterie peut simplement gonfler et tomber en panne.
1.Utiliser un halon, un remplacement de halon ou un extincteur à eau pour éteindre le feu et empêcher sa propagation à d'autres matériaux inflammables.
2.Après avoir éteint le feu, arrosez l'appareil avec de l'eau ou d'autres liquides non alcoolisés pour refroidir l'appareil et éviter que des cellules de batterie supplémentaires n'atteignent l'emballement thermique.
Et dans tous les cas malheureux, une batterie dans votre voisinage décide de démarrer l'auto-combustion, les conseils ci-dessus de FAA(Fichier PDF) doit être suivi pour éteindre le feu.
Alors qu'avons-nous appris?
Une chose que nous pouvons conclure est que les batteries et composants de qualité inférieure jouent un rôle majeur dans les pannes. Chargeurs bon marché et les câbles sont également également responsables. Mais garder votre téléphone branché pendant de longues périodes ne provoquera pas cela. Et endommager délibérément les batteries, eh bien celles relèvent de la Idiots au travail catégorie sur laquelle rien ne peut être fait. De plus, chaque dysfonctionnement de la batterie ne se transforme pas en TNT, certains ne font que gonfler, fuir ou cesser de fonctionner.
J'espère que cet explicateur a répondu à la question dans le titre, scientifiquement. Si vous avez encore plus de questions brûlantes, n'hésitez pas à nous envoyer un ping via les commentaires. Charge heureuse et sûre.
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