Почему не стоит спать с телефоном?
Возгорания телефонов достаточно редки, но в наше время число телефонов в соотношении к населению планеты неуклонно растет. Кроме того, растет общее число гаджетов с аккумуляторами. Если 10-20 лет назад их число в одной квартире исчислялось единицами, то сегодня комплектовать аккумулятором стало модным практически любой электронный девайс. Системы умного дома, телефон, планшет, ноутбук, увлажнитель воздуха, роутер, ховерборд это длинный список, в котором сегодня может быть практически все - от пульта управления тв с док-станцией до вашего или соседского тесла-авто.
В каждом индивидуальном случае сложно установить общую причину, пожара в вашем телефоне, так как существует огромное количество неизвестных. Поэтому сразу оговоримся, что речь не идет о каком-то одном конкретном производителе или модели. Основная проблема в том, что их становится так много, что окружая ими себя настолько плотно, буквально засыпая с ними в руках, мы увеличиваем долю риска, вызванного нашей безалаберностью, браком производителя и миллионом случайностей.
Неисправность батареи может быть вызвана производственной браком. Но это очень широкая категория проблем, и может означать еще более широкий спектр разных последствий. Самым опасным из которых является неуправляемый нагрев батареи, всегда приводящий к ее возгоранию.
В неисправных батареях перегрев может произойти в трех случаях: короткого замыкания внутри батареи; если поврежден контролер уровня входного тока или напряжения (или вы банально подключили девайс к более мощному зарядному устройству), и самой редкой причиной является образование металлического лития.
Современные литий-ионные батареи крайне надежны. Металлический литий почти полностью вышел из использования, и теперь вместо него используется оксид лития-кобальта (LiCoO2). Это делает батарею существенно безопасней за счет связывания лития. Так как литий, как и все щелочные металлы в чистом виде, активен. Стремясь избавиться от своего одиночества, внешний электрон легкого металла вступает в бурную реакцию при малейшем поводе, и абы с кем.
Как ни странно, наиболее опасным в аккумуляторе является электролит. Сам аккумулятор состоит из анода, катода и полимерного разделителя - сепаратора. Анод это активный металл (например старая добрая медь), а катод, как правило, графитный. Всё это залито элетролитным бульоном на основе лития. Для того, чтобы аккумулятор стал представлять опасность, нужно короткое замыкание. Добиться его можно брутально повредив аккумулятор, либо в качестве брака вам достались кривые пластины анода или катода, либо в бульоне оказался металл или - самое вероятное - вы превысили напряжение/емкость катода к аноду.
В таком случае внутри аккумулятора начинают прорастать металлические дендриты. Такой эффект возникает из-за того, что поступающие электроны не успевают встроиться в пластину и начинают металлизировать ваш бульонный литий.
Как только дендрит соединит пластины, возникнет замыкание. Дендриты начнут нагреваться до 70—80 градусов, разогревая все вокруг. А электролит распадется на горючую смесь метана, этана, этилена и других не сильно безопасных газов. Так как аккумулятор герметичен, по мере нагрева и распада электролита он начнет вздуваться. И если вы это заметили - это ваш последний шанс быстро от него избавиться. Серьезно. Дальше будет хуже.
Постепенно температура растет до 180-200 градусов, и так как катод, как правило, это оксид переходного металла и встроенных в него кристаллов лития, утеря защитного слоя втягивает его в реакцию, и начинает выделятся кислород. С этого момента самовозгорание становится вопросом времени, так как у нас уже есть: материал для горения, температура и кислород. При этом нужно понимать, что в конечном счете вы получается контейнер заполненный газами горящими при температуре в 900 градусов цельсия, и находящимися под давлением.
Вы будете шокированы если попробуете найти детали таких происшествий. Нахождение телефона в руке или в кармане в момент взрыва аккумулятора приводит не только к потере пальцев или ожогам. Нередки летальные исходы, тяжелые травмы, ожоги 3й степени, сопровождающиеся ампутацией конечностей. И в этом "марафоне" вам удастся увидеть все знакомые марки дорогих девайсов, дешевых, из самых разных стран и мест.
Все это создает необходимость полной герметизации батареи или контейнера с литием (если он у вас откуда-то взялся) при транспортировке или хранении. К сожалению все последствия этой простой истины также удалось выяснить только опытным путем.
С 1 апреля 2016 года вступили в силу пересмотренные правила Международной ассоциации воздушного транспорта (IATA). Которые обязали перевозить литиевые элементы и батареи с зарядом не более 30 процентов, и упаковывать их таким образом, чтобы уменьшить риск повреждений или разрыв упаковки, и не упаковывать их слишком плотно друг к другу. Полностью запретили транспортировку чисто литиевых батарей в пассажирских самолетах.
Конечно, вы можете скептически сказать, что девайсов выпускаются миллионы, а случаи отказа контроллера заряда, напряжения или нарушения целостности - единичны, хоть и широко освещаются в СМИ. Но что будет, если эту вероятность умножить на современное массовое производство, десяток гаджетов, за ненадобностью брошенных на зарядке дома, и несколько лет эксплуатации?
Подборка видео со взрывами аккумуляторов тут: https://youtu.be/tI9p6-R4bn0