Apa yang membuat baterai ponsel meledak?

Meledak bicara baterai adalah sesuatu yang tidak bisa Anda hindari saat ini, berkat masalah dengan Samsung Galaxy Note 7. Ini diskusi yang bagus untuk dimiliki: semakin banyak orang membicarakannya, semakin kecil kemungkinannya bagi seorang anak untuk terluka dari kegagalan baterai. Meskipun kita benci melihat produk yang kita sukai mengalami masalah keamanan, kita juga benci melihat orang yang terluka jauh lebih parah.

Tetapi Note 7 bukan ponsel pertama yang mengalami masalah baterai, dan ini bukan yang terakhir. Akan selalu ada insiden terisolasi baterai yang gagal selama kita menggunakan ponsel dengan sel lithium-ion, dan Note 7 bukanlah ponsel pertama yang baterainya membutuhkan penarikan kembali secara luas karena ada sesuatu yang salah di balik tenda - selama Nokia penggemar tahu betul. Itu terjadi. Itu tidak pernah merupakan hal yang baik, tetapi itu adalah suatu hal. Mari kita bicarakan mengapa itu bisa terjadi.

Cara kerja baterai ponsel Anda

Hal pertama yang perlu kita pahami adalah bagaimana tepatnya baterai lithium-ion di ponsel Anda bekerja. Nama memberi kita petunjuk - listrik dibawa dari satu elektroda ke yang lain menggunakan ion lithium yang dibebankan.

Listrik memenuhi bahan kimia, memenuhi metalurgi - itulah yang memungkinkan baterai.

Baterai lithium-ion menyimpan, mentransfer, dan melepaskan energi karena reaksi kimia alami. Baterai memiliki dua elektroda - anoda dan katoda. Katoda terhubung ke koneksi positif (+) pada baterai dan memegang ion bermuatan positif, dan anoda terhubung ke koneksi negatif (-) dan memegang (Anda dapat menebaknya) ion bermuatan negatif.

Antara dua elektroda inilah yang disebut elektrolit. Elektrolit dalam baterai lithium (biasanya) merupakan pasta pelarut organik yang memiliki jumlah garam logam yang sangat besar (dalam banyak kasus, logam tersebut adalah lithium) sebagai bagian dari susunannya. Ini membuatnya konduktif secara listrik - listrik dapat melewatinya. Anoda dan katoda berada dalam elektrolit dan dipisahkan oleh penghalang fisik sehingga mereka tidak dapat menyentuh.

Ketika Anda mengeluarkan baterai (saat Anda menggunakan telepon Anda dan tidak mengisi baterai) katoda mendorong ion bermuatan positif pergi dan anoda yang diisi negatif menarik mereka. Listrik mengalir keluar dari anoda, melalui perangkat Anda, lalu kembali ke katoda. Ya, listrik bergerak melalui loop dan tidak "habis" oleh benda yang ditenagai. Ketika Anda mengisi baterai telepon, kebalikannya terjadi dan ion bergerak dari katoda melalui elektrolit ke anoda.

Lithium adalah elemen sempurna untuk baterai isi ulang: Ringan, mudah diisi ulang, dan dapat mengisi daya untuk waktu yang lama.

Ketika ion-ion ini bersentuhan dengan atom yang terisi dalam elektroda, reaksi elektrokimia yang disebut oksidasi-reduksi (redoks) membebaskan elektron yang terisi untuk melakukan perjalanan keluar melalui kontak baterai, yang terhubung ke elektroda. Ini terus mengisi ion litium dalam elektrolit sampai tidak ada cukup yang dapat menahan muatan positif yang cukup kuat untuk bergerak melalui pasta elektrolit, dan baterai Anda tidak akan lagi terisi.

Lithium adalah logam paling ringan - nomor tiga di tabel periodik. Ini juga sangat menarik, membuatnya mudah untuk membuat reaksi kimia yang kuat. Ini membuatnya menjadi logam yang hampir sempurna untuk digunakan dalam baterai isi ulang portabel. Ringan, mudah diisi ulang, dan terus mengisi daya untuk waktu yang lama.

Apa yang bisa membuat baterai meledak?

Sebagai permulaan, mari kita tentukan apa arti meledak dalam kasus ini. Pasta elektrolit di dalam baterai lithium-ion sangat mudah menguap. Ia dapat (dan akan) bereaksi keras terhadap logam lain, dan memiliki titik leleh yang sangat rendah (180 derajat Celcius). Di dalam casing baterai tertutup, tekanan yang dihasilkan dapat menumpuk sampai casing pecah, lalu dengan cepat lepas. Tekanan melakukan cairan elektrolit yang sangat panas yang dapat menyebabkan hal-hal lain terbakar. Beberapa baterai lithium dikeluarkan dengan lubang pelolosan sehingga tidak akan pecah di bawah tekanan. Ketika selubung baterai pecah dan cairan super panas yang diisi dengan logam cair dikeluarkan di bawah tekanan, itu menyebabkan ledakan.

Ada dua cara mudah untuk membuat baterai lithium meledak - panas, dan kerusakan fisik. Mari kita lihat keduanya.

Overheating dan overcharging

Ini adalah alasan paling umum baterai gagal. Terjadi kesalahan pada sirkuit pengisian daya dan daya input terus mendorong reaksi kimia. Satu tempat di baterai pada akhirnya akan menjadi terlalu panas dan, karena masih diisi, itu tidak bisa dingin, menyebabkan apa yang dikenal sebagai pelarian termal.

Dalam hal ini, bagian panas mulai menghasilkan panasnya sendiri, yang membuat area lain dalam elektrolit terlalu panas, dan menyebabkan lebih banyak bintik-bintik pada baterai menjadi terlalu panas. Panas memperluas elektrolit dan menciptakan uap, membangun tekanan sampai selubung baterai membelah dan memaksa semua tekanan dan beberapa sangat panas, sangat lengket (dan sangat mudah terbakar setelah terkena udara) cairan lengket.

Pelarian termal dapat terjadi cukup cepat sehingga Anda bahkan tidak merasakan panas sebelum baterai gagal.

Ketika pecah seperti itu terjadi, itu dapat menyebabkan kerusakan fisik pada hal-hal yang dekat dengannya - saat memegang telepon, papan sirkuit dan kaca atau plastik. Bahan-bahan ini juga dapat menangkap api dari panas, yang pada gilirannya membuat elektrolit yang lolos menyala dan bertindak seperti napalm - api yang menempel pada benda-benda sampai terbakar melalui mereka atau terbakar sendiri.

Proses pelarian termal dapat terjadi dengan sangat cepat, dan segalanya dapat berubah dari "normal" menjadi kegagalan katastropik di dalam baterai sebelum panas bahkan ditransfer melalui telepon ke tangan Anda. Untungnya, ratusan juta baterai lithium yang diproduksi setiap tahun memiliki tingkat kegagalan yang sangat rendah (hampir tidak signifikan secara statistik) karena pelarian termal, sebagian karena langkah-langkah keamanan (berlangganan diperlukan) seperti aditif yang tidak mudah terbakar untuk elektrolit dan pelapis.

Ketika ponsel Anda memberi tahu Anda bahwa terlalu panas dan tidak akan terisi daya atau berjalan dengan kecepatan penuh, itu harus menjadi dingin sehingga pelarian termal tidak terjadi. Dengarkan pop-up kecil dan biarkan dingin.

Kerusakan mekanis

Baterai lithium dirancang agar ringan, menghasilkan output tinggi, dan mudah diisi. Ini berarti bahwa cangkang luar dan penghalang yang memisahkan elektroda sangat tipis dan ringan, dengan sebagian besar bobot berasal dari bagian yang benar-benar dapat memberi daya pada telepon Anda.

Karena partisi dan kasingnya tipis, mereka mudah ditusuk atau robek. Jika struktur baterai itu sendiri rusak sedemikian rupa sehingga membuat elektroda bersentuhan, korsleting akan terjadi. Pelepasan listrik instan bersifat eksplosif, yang dapat (dan akan) memanaskan elektrolit dan menciptakan tekanan untuk mendorongnya keluar melalui segala pecah dalam wadah baterai. Panas, mudah terbakar, dan bersentuhan dengan percikan api. Itu resep untuk bencana.

Panas, mudah terbakar, dan bersentuhan dengan percikan api. Itu resep untuk bencana.

Casing tipis juga merupakan tindakan pencegahan keamanan, meskipun kedengarannya gila. Logam yang lebih tipis lebih mudah pecah, sehingga lebih sedikit tekanan yang bisa dihasilkan di dalam case yang tertutup rapat - pada dasarnya menciptakan lubang ventilasi. Mendorong keluar cairan panas yang mudah terbakar di bawah tekanan bukanlah hal yang baik. Membiarkan lebih banyak tekanan membangun sampai pecah kasus yang lebih tebal lebih buruk.

Logam lain yang bersentuhan dengan pasta elektrolit juga dapat membuat percikan yang mengarah pada kegagalan. Saya akan membiarkan Anda mencari di YouTube sendiri untuk melihat orang-orang yang sangat konyol menusuk baterai ponsel untuk membuatnya meledak. Reaksi terhadap logam asing melakukan hal yang sama seperti logam pendek, tetapi dalam skala yang lebih kecil.

Bagaimana dengan Note 7?

Penghancur kredit kredit reddit pengguna

Sebagai permulaan, tidak ada orang selain Samsung yang tahu mengapa baterai di beberapa Note 7 meledak. Mereka mengirim pernyataan singkat melalui UK mereka, divisi yang tidak terlalu masuk akal. Kata-kata "anoda-ke-katoda bersentuhan" terdengar seperti mereka menggambarkan pendek, tetapi seperti yang tertulis itu tidak ada artinya. Saya tidak akan mencoba menafsirkan sesuatu yang tidak jelas dalam kasus seperti ini. Tapi saya bisa mengatakan apa yang saya pikirkan sebagai quarterback kursi yang tidak pernah melihat Note 7 meledak atau diperiksa yang meledak sendiri, situasi di mana anode yang lebih pendek ke katoda memang masuk akal.

Karena orang-orang telah melaporkan baterai Note 7 gagal tanpa dicolokkan dan sebagian besar ponsel yang kita lihat di gambar tidak terbakar, saya akan berasumsi bahwa ini bukan situasi pelarian termal, meskipun Health Canada secara terbuka mengatakan bahwa satu-satunya kegagalan di Kanada adalah karena terlalu panas,

Siapa pun di luar Samsung hanya dapat membuat tebakan yang berpendidikan tentang apa yang terjadi.

Situasi pelarian termal tidak sesingkat "langsung", dan solusi elektrolit yang tereksitasi akan membutuhkan waktu lebih lama untuk keluar dari baterai meledak kemudian berlanjut setelah ledakan memecahkan case. Lebih dari sekadar sebagian ponsel akan dibakar, serta benda-benda lain di area terdekat. Ledakan panas juga akan menyebabkan baterai membengkak sebelum casing yang fleksibel pecah, dan tanpa ruang untuk ekspansi, baterai yang bengkak akan memecahkan kulit luar ponsel. Ada video di YouTube yang menunjukkan bagaimana hal ini terjadi, dan ini adalah contoh yang bagus (walaupun lama) tentang seseorang yang menghindari tindakan keamanan untuk mewujudkannya. Seseorang pasti akan menyebut telepon itu bengkak sebelum meledak, saya pikir.

Saya juga tidak berpikir benda asing atau sisa-sisa manufaktur bersentuhan dengan elektrolit. Saya tahu ini adalah teori yang populer, tetapi jika sejumlah baterai (kami bahkan tidak yakin seberapa besar "batch" dalam kasus ini) semua memiliki partikel kecil dalam elektrolit, kita akan melihat lebih banyak Catatan 7s meledak.

Kekurangan di dalam baterai atau di sirkuit pengisian daya dikombinasikan dengan elektrolit yang telah diperlakukan dengan aditif yang tidak mudah terbakar tampaknya lebih mungkin bagi saya. Sebuah ledakan cepat yang melepaskan sejumlah kecil tekanan dan cairan sekaligus dapat dengan cepat terbakar sendiri jika tidak ada yang bersentuhan dengan telepon. Ketika telepon bersentuhan dengan sesuatu yang mudah terbakar, katakanlah tempat duduk Jeep, itu bisa menyebabkan kebakaran.

Tentu saja, mungkin ada banyak faktor lain yang tidak kita ketahui. Proses pembuatan yang digunakan untuk membuat baterai lithium-ion untuk telepon membuatnya sangat aman untuk digunakan. Tetapi ada juga banyak yang bisa salah.

Sebuah laporan awal oleh Samsung kepada regulator Korea menyalahkan kesalahan produksi yang membuat pelat di dalam baterai bersentuhan, memicu "panas yang berlebihan." Laporan tersebut mencatat bahwa diperlukan lebih banyak analisis untuk menentukan penyebab pastinya.

Kesimpulan awal menunjukkan kesalahan dalam produksi yang memberi tekanan pada pelat yang terkandung dalam sel baterai. Yang pada gilirannya membawa kutub negatif dan positif ke dalam kontak, memicu panas yang berlebihan. Namun Samsung menekankan bahwa mereka perlu melakukan analisis yang lebih menyeluruh untuk menentukan "penyebab pasti" kerusakan baterai.

Apa yang kita ketahui tentang Note 7 dan baterainya

Kami tidak tahu persis apa yang terjadi dengan Note 7 dan siapa pun di luar Samsung. Tapi kita bisa membuat tebakan berpendidikan berdasarkan sedikit bukti yang kita tahu. Dan pada akhirnya, itu tidak masalah. Note 7 telah ditentukan oleh Samsung sebagai salah dan kita semua harus berhenti menggunakannya dan mengembalikannya. Penggantian tanpa masalah sedang diproduksi dan sudah dalam perjalanan ke saluran penjualan. Kita tidak perlu tahu mengapa itu meledak untuk mengetahui bahwa kita harus menyingkirkannya.

Samsung merekomendasikan Anda mematikan Note 7 dan berhenti menggunakannya.

Samsung dan operator Anda (atau pengecer lain seperti Target atau Best Buy) menerapkan kebijakan dan metode yang memungkinkan Anda mengembalikan Note 7 tanpa kehilangan uang. Beberapa menawarkan perangkat peminjam yang dapat Anda kembalikan ketika ponsel Note 7 yang diperbaiki masuk ke rak, sementara yang lain hanya menawarkan pengembalian uang langsung. Pilihan mana pun lebih baik daripada mempertaruhkan tangan atau wajah Anda jika baterai gagal.

Kami telah mengumpulkan semua yang perlu Anda ketahui di satu tempat, dan kami juga dengan senang hati menjawab pertanyaan apa pun yang kami bisa di komentar atau di media sosial.

Penarikan Samsung Galaxy Note 7: Semua yang perlu Anda ketahui