Was lässt einen Telefonakku explodieren?

Dank eines Problems mit dem Samsung Galaxy Note 7 können Sie sich dem explodierenden Akku-Gespräch nicht entziehen. Es ist eine gute Diskussion: Je mehr Menschen darüber sprechen, desto unwahrscheinlicher ist es, dass sich ein Kind an einem verletzt Batterieausfall. So sehr wir es hassen, ein Produkt zu sehen, das uns gefällt, Sicherheitsprobleme zu haben, hassen wir es, Menschen zu sehen, die weitaus mehr verletzt werden.

Das Note 7 ist jedoch nicht das erste Telefon, bei dem Probleme mit dem Akku aufgetreten sind, und es ist auch nicht das letzte. Solange wir Handys mit Lithium-Ionen-Zellen verwenden, kommt es immer wieder zu einzelnen Ausfällen von Akkus, und das Note 7 ist nicht das erste Telefon, dessen Akku einen umfassenden Rückruf erfordert, da unter der Haube etwas nicht stimmt - so lange wie Nokia Fans wissen es zu gut. Es passiert. Es ist nie eine gute Sache, aber es ist eine Sache. Sprechen wir darüber, warum es passieren kann.

So funktioniert der Akku Ihres Telefons

Als Erstes müssen wir verstehen, wie genau der Lithium-Ionen-Akku in Ihrem Telefon funktioniert. Der Name gibt uns einen Hinweis - Elektrizität wird mit geladenen Lithiumionen von einer Elektrode zur nächsten transportiert.

Strom trifft Chemie trifft Metallurgie - das macht eine Batterie möglich.

Lithium-Ionen-Batterien speichern, übertragen und setzen aufgrund natürlicher chemischer Reaktionen Energie frei. Die Batterie hat zwei Elektroden - eine Anode und eine Kathode. Die Kathode ist mit dem Pluspol (+) der Batterie verbunden und enthält positiv geladene Ionen. Die Anode ist mit dem Minuspol (-) verbunden und enthält negativ geladene Ionen (Sie haben es erraten).

Zwischen den beiden Elektroden befindet sich ein sogenannter Elektrolyt. Der Elektrolyt in einer Lithiumbatterie ist (normalerweise) eine organische Lösungsmittelpaste, die eine sehr große Anzahl von Metallsalzen (in den meisten Fällen Lithium) als Bestandteil ihres Aufbaus enthält. Dies macht es elektrisch leitend - Elektrizität kann es passieren. Die Anode und die Kathode befinden sich im Elektrolyten und sind durch eine physikalische Barriere getrennt, sodass sie sich nicht berühren können.

Wenn Sie den Akku entladen (wenn Sie Ihr Telefon verwenden und nicht laden), drückt die Kathode die positiv geladenen Ionen weg und die negativ geladene Anode zieht sie an. Der Strom fließt von der Anode über Ihr Gerät zur Kathode zurück. Ja, Strom fließt durch eine Schleife und wird von dem Gegenstand, der mit Strom versorgt wird, nicht "verbraucht". Wenn Sie Ihr Telefon aufladen, geschieht das Gegenteil, und Ionen wandern von der Kathode über den Elektrolyten zur Anode.

Lithium ist das perfekte Element für wiederaufladbare Batterien: Es ist leicht, einfach aufzuladen und hält die Ladung für lange Zeit.

Wenn diese Ionen mit den geladenen Atomen in einer Elektrode in Kontakt kommen, gibt eine elektrochemische Reaktion, die als Oxidationsreduktion (Redox) bezeichnet wird, die geladenen Elektronen frei, um durch die Batteriekontakte, die mit den Elektroden verbunden sind, auszutreten. Dadurch werden die Lithiumionen im Elektrolyten so lange aufgeladen, bis nicht mehr genügend Lithiumionen vorhanden sind, die eine positive Ladung aufnehmen können, die stark genug ist, um sich durch die Elektrolytpaste zu bewegen, und der Akku wird nicht mehr aufgeladen.

Lithium ist das leichteste Metall - Nummer drei im Periodensystem. Es ist auch sehr anregend, was es einfach macht, eine starke chemische Reaktion zu erzeugen. Dies macht es zu einem nahezu perfekten Metall für die Verwendung in einem tragbaren Akku. Es ist leicht, einfach aufzuladen und hält die Ladung für lange Zeit.

Was kann eine Batterie explodieren lassen?

Zunächst definieren wir, was Explosion in diesem Fall bedeutet. Die Elektrolytpaste in einem Lithium-Ionen-Akku ist extrem flüchtig. Es kann (und wird) heftig auf andere Metalle reagieren und hat einen sehr niedrigen Schmelzpunkt (180 Grad Celsius). In einem versiegelten Batteriegehäuse kann sich der erzeugte Druck aufbauen, bis das Gehäuse platzt, und dann schnell entweichen. Der Druck führt zu extrem heißen Elektrolytflüssigkeiten, die andere Dinge in Brand setzen können. Einige Lithiumbatterien sind mit einer Entlüftungsöffnung versehen, damit sie unter Druck nicht platzen. Wenn das Batteriegehäuse platzt und mit geschmolzenen Metallen gefüllte, überhitzte Flüssigkeit unter Druck ausgestoßen wird, kommt es zu einer Explosion.

Es gibt zwei einfache Möglichkeiten, eine Lithiumbatterie zum Explodieren zu bringen: Hitze und physische Schäden. Schauen wir uns beide an.

Überhitzung und Überladung

Dies ist der häufigste Grund, warum eine Batterie ausfällt. Im Ladekreis läuft etwas schief und die Eingangsleistung treibt die chemische Reaktion weiter an. Eine Stelle in der Batterie wird irgendwann zu heiß und kann, da sie noch aufgeladen wird, nicht abkühlen, was zu einem so genannten thermischen Durchgehen führt.

In diesem Fall beginnt der heiße Teil, seine eigene Wärme zu erzeugen, wodurch andere Bereiche im Elektrolyten überhitzt werden und sich mehr Stellen in der Batterie überhitzen. Die Wärme dehnt den Elektrolyten aus und erzeugt Dampf, wodurch Druck aufgebaut wird, bis sich das Batteriegehäuse aufspaltet und den gesamten Druck und einige sehr heiße, sehr klebrige (und leicht entzündliche, sobald sie der Luft ausgesetzt sind) klebrige Flüssigkeiten abbaut.

Ein thermisches Durchgehen kann schnell genug geschehen, dass Sie nicht einmal die Hitze spüren, bevor der Akku ausfällt.

Wenn ein solcher Bruch auftritt, kann dies zu physischen Schäden an den Dingen führen, die sich in der Nähe befinden - wenn Sie ein Telefon, Leiterplatten und Glas oder Plastik in der Hand halten. Diese Materialien können sich auch durch Hitze entzünden, wodurch sich der austretende Elektrolyt entzündet und wie Napalm wirkt - Feuer, das an Dingen haftet, bis es durch sie hindurchbrennt oder sich selbst ausbrennt.

Der Prozess des thermischen Durchgehens kann sehr schnell vonstatten gehen und es kann zu einem katastrophalen Ausfall des Akkus kommen, bevor die Wärme überhaupt über Ihr Telefon auf Ihre Hände übertragen wird. Zum Glück weisen die jährlich produzierten Hunderte von Millionen Lithiumbatterien eine extrem niedrige (fast statistisch unbedeutende) Ausfallrate auf, die auf ein thermisches Durchgehen zurückzuführen ist, was teilweise auf Sicherheitsmaßnahmen (Abonnement erforderlich) wie nicht brennbare Zusätze für den Elektrolyten und die Beschichtungen zurückzuführen ist.

Wenn Ihr Telefon Ihnen mitteilt, dass es zu heiß ist und sich nicht aufladen lässt oder nicht mit voller Geschwindigkeit läuft, muss es abkühlen, damit es nicht zu einem thermischen Durchgehen kommt. Hören Sie sich das kleine Pop-up an und lassen Sie es abkühlen.

Mechanischer Schaden

Lithiumbatterien sind leicht, leistungsstark und einfach aufzuladen. Dies bedeutet, dass die äußere Hülle und die Barriere (n), die die Elektroden trennen, sehr dünn und leicht sind, wobei der größte Teil des Gewichts von den Teilen stammt, die Ihr Telefon tatsächlich mit Strom versorgen können.

Da die Trennwände und das Gehäuse dünn sind, können sie leicht durchstochen oder zerrissen werden. Wenn die Struktur der Batterie selbst so beschädigt wird, dass sich die Elektroden berühren, kommt es zu einem Kurzschluss. Die augenblickliche elektrische Entladung ist explosiv und kann (und wird) den Elektrolyten erwärmen und Druck erzeugen, um ihn durch Risse im Batteriegehäuse herauszudrücken. Es ist heiß, es ist brennbar und es ist in Kontakt mit einem Funken. Das ist ein Rezept für eine Katastrophe.

Es ist heiß, es ist brennbar und es ist in Kontakt mit einem Funken. Das ist ein Rezept für eine Katastrophe.

Ein dünnes Gehäuse ist auch eine Sicherheitsmaßnahme, obwohl es verrückt klingt. Dünneres Metall lässt sich leichter brechen, sodass in einem abgedichteten Gehäuse weniger Druck entstehen kann - was im Wesentlichen zu einer Entlüftungsöffnung führt. Es ist nicht gut, brennbare heiße Flüssigkeit unter Druck herauszudrücken. Es ist schlimmer, mehr Druck aufbauen zu lassen, bis ein dickeres Gehäuse reißt.

Andere Metalle, die mit der Elektrolytpaste in Kontakt kommen, können ebenfalls einen Funken erzeugen, der zum Versagen führt. Ich lasse dich YouTube selbst durchsuchen, um unglaublich dumme Leute zu sehen, die Telefonbatterien durchstechen, damit sie explodieren. Die Reaktion auf Fremdmetall macht das Gleiche wie eine kurze, aber in kleinerem Maßstab.

Was ist mit dem Note 7?

Bild Kredit reddit Benutzer Crushader

Für den Anfang weiß niemand außer Samsung, warum Batterien in einigen Note 7s explodiert sind. Sie haben in Großbritannien eine kurze Erklärung abgegeben, die eigentlich keinen Sinn ergibt. Die Formulierung "die Anode-zu-Kathode kam in Kontakt" klingt, als würden sie einen Kurzschluss beschreiben, aber wie geschrieben bedeutet es nichts. Ich werde nicht versuchen, etwas zu interpretieren, was in einem solchen Fall nicht klar ist. Aber ich kann sagen, was ich als Quarterback für einen Sessel halte, der noch nie eine Note 7 explodieren oder eine Note 7 inspizieren gesehen hat, die von selbst explodiert ist. Eine Situation, in der der Anodenkurzschluss zur Kathode am sinnvollsten ist.

Da die Leute den Ausfall des Note 7-Akkus gemeldet haben, ohne ihn eingesteckt zu haben, und große Teile der auf den Bildern abgebildeten Telefone nicht verbrannt sind, gehe ich davon aus, dass es sich nicht um eine außer Kontrolle geratene Situation handelt, obwohl Health Canada dies ausdrücklich als Einzigen bezeichnet Misserfolg in Kanada war von Überhitzung,

Jeder außerhalb von Samsung kann nur eine fundierte Vermutung darüber anstellen, was gerade passiert.

Ein thermisches Durchgehen ist nicht so "augenblicklich" wie ein direkter Kurzschluss, und die angeregte Elektrolytlösung würde eine längere Zeit benötigen, um aus einer geplatzten Batterie auszutreten, und dann fortfahren, nachdem eine Explosion das Gehäuse gesprengt hat. Es würde nicht nur ein Teil des Telefons verbrannt, sondern auch andere Gegenstände in der unmittelbaren Umgebung. Eine Hitzeexplosion würde auch dazu führen, dass der Akku anschwillt, bevor das flexible Gehäuse platzt, und ohne Platz für eine Ausdehnung würde der angeschwollene Akku die äußere Hülle des Telefons beschädigen. Es gibt Videos auf YouTube, die zeigen, wie dies geschieht, und hier ist ein großartiges (wenn auch altes) Beispiel dafür, wie jemand die Sicherheitsmaßnahmen umgeht, um dies zu erreichen. Jemand hätte erwähnt, dass das Telefon anschwillt, bevor es explodiert, würde ich meinen.

Ich glaube auch nicht, dass Fremdkörper oder Fertigungsreste mit dem Elektrolyten in Berührung kommen. Ich weiß, dass dies eine populäre Theorie ist, aber wenn eine Charge von Batterien (wir sind uns nicht einmal sicher, wie groß eine "Charge" in diesem Fall ist) alle kleine Partikel im Elektrolyten haben, sehen wir viel mehr Note 7s explodiert.

Ein Kurzschluss in der Batterie oder im Ladekreis in Kombination mit einem Elektrolyten, der mit nicht brennbaren Zusätzen behandelt wurde, erscheint mir wahrscheinlicher. Eine schnelle Explosion, die gleichzeitig eine kleine Menge Druck und Flüssigkeit freisetzt, kann sich schnell selbst verbrennen, wenn nichts mit dem Telefon in Kontakt kommt. Wenn das Telefon mit einem brennbaren Gegenstand in Berührung kommt, beispielsweise dem Sitz eines Jeeps, kann dies einen Brand verursachen.

Natürlich könnte es viele andere Faktoren geben, über die wir nichts wissen. Durch den Herstellungsprozess eines Lithium-Ionen-Akkus für ein Telefon sind sie sehr sicher zu handhaben. Aber es gibt auch eine Menge, die schief gehen könnte.

Ein vorläufiger Bericht von Samsung an die koreanischen Aufsichtsbehörden machte einen Produktionsfehler verantwortlich, der Platten im Akku in Kontakt brachte und "übermäßige Hitze" auslöste. In dem Bericht wurde festgestellt, dass weitere Analysen erforderlich waren, um die genaue Ursache zu ermitteln.

Erste Schlussfolgerungen deuten auf einen Produktionsfehler hin, der Druck auf die in den Batteriezellen enthaltenen Platten ausübte. Dies brachte negative und positive Pole in Kontakt und löste übermäßige Hitze aus. Samsung betonte jedoch, dass es einer gründlicheren Analyse bedürfe, um die "genaue Ursache" des Batterieschadens zu ermitteln.

Was wir über das Note 7 und seinen Akku wissen

Wir haben keine Ahnung, was genau mit dem Note 7 passiert, und niemand außerhalb von Samsung. Aber wir können eine fundierte Vermutung anstellen, die auf den wenigen Beweisen basiert, die uns bekannt sind. Und am Ende spielt es keine Rolle. Das Note 7 wurde von Samsung als fehlerhaft eingestuft und wir sollten sie alle nicht mehr verwenden und zurückgeben. Ein Ersatz ohne das Problem ist in der Produktion und bereits auf dem Weg zum Vertriebskanal. Wir müssen nicht wissen, warum es explodiert, um zu wissen, dass wir es loswerden sollten.

Samsung empfiehlt, das Note 7 auszuschalten und nicht mehr zu verwenden.

Samsung und Ihr Mobilfunkanbieter (oder andere Einzelhändler wie Target oder Best Buy) verfügen über Richtlinien und Methoden, mit denen Sie Ihr Note 7 zurückgeben können, ohne Geld zu verlieren. Einige bieten Leihgeräte an, die Sie zurückgeben können, wenn das Problem behoben wurde. Die Telefone der Note 7 werden in die Regale gestellt, andere bieten lediglich eine direkte Rückerstattung an. Entweder ist die Option besser, als Ihre Hand oder Ihr Gesicht zu riskieren, wenn die Batterie ausfällt.

Wir haben alles, was Sie wissen müssen, an einem Ort zusammengestellt und beantworten gerne alle Fragen, die wir in den Kommentaren oder in den sozialen Medien beantworten können.

Samsung Galaxy Note 7 Rückruf: Alles, was Sie wissen müssen