چرا باتری گوشی ها منفجر می شود؛ نگاهی به ساختار باتری لیتیوم یون

باتری های لیتیومی نقشی اساسی در انقلاب دیجیتالی ایفا کرده اند اما یک مشکل اساسی دارند، احتمال آتش گرفتن یا حتی انفجار خود به خود. اما چرا این باتری ها آتش می گیرند و محققان برای رفع آن چه کرده اند؟

ابتدا بیایید نحوه کارکرد این باتری ها را بررسی کنیم. الکتریسیته را می توان این گونه تعریف کرد: انتقال الکترون ها از طریق یک ماده رسانا. باتری روشی برای ذخیره و کنترل جریان الکتریسیته است. باتری چهار بخش اصلی دارد:

الکترون ها از آنود با شارژ منفی به کاتُد با شارژ مثبت منتقل می شوند و در این بین الکترولیت نقش یک مایع بین آنها را ایفا می کند. لیتیوم به عنوان استاندارد کنونی برای کاتد به کار می رود و امکان انتقال آسان الکترون ها را فراهم می کند در حالی که وزن کمی هم دارد.

باتری لیتیوم

اجزای اصلی باتری ها

باتری های لیتیوم یون معمولاً از لیتیوم کبالت اکسید به عنوان کاتد، گرافیت به عنوان آنود و نمک لیتیوم در ترکیبی از یک یا بیشتر کربنات آلکیل تشکیل شده اند. ولی این باتری ها مشکلاتی دارند. لیتیوم یک فلز قلیایی و بسیار واکنش پذیر است.

الکترولیت های اورگانیک یا دی متیل کربنات، بسیار قابل احتراق هستند. به این ترتیب لیتیوم و الکترولیت دو بخش اصلی این پازل هستند که موجب «فرار حرارتی» می شوند. «فرار حرارتی» در سلول های باتری هایی رخ می دهد که به طور خود به خود منفجر می شوند. دلایلی برای این اتفاق وجود دارد:

  • شارژ بیش از حد باتری
  • افزایش بیش از حد دما
  • آسیب های فیزیکی
  • اشکالات تولید که منجر به اتصال کوتاه می شود

مورد آخر همان مشکلی است که برای گلکسی نوت 7 سامسونگ پیش آمد و البته بعدها این کمپانی کره ای با راه اندازی فرایند آزمایش 8 مرحله ای اطمینان داد که دیگر مشکل مشابهی برای باتری های گوشی هایش پیش نخواهد آمد.

باتری لیتیوم

به طور خلاصه می توان گفت هر آنچه که موجب افزایش سریع دما شود، می تواند در باتری ایجاد مشکل کند. هنگامی که فرایندهای شیمیایی متنوع موجب افزایش فوق العاده دما می شوند، لیتیوم کبالت اکسید شروع به آزاد کردن اکسیژن می کند. این اکسیژن می تواند با الکترولیت کربنات آلکیل یا اکسید کبالت باقی مانده واکنش دهد.

همچنین در حین عمل شارژ شدن بیش از حد، الکترولیت کربنات آلکیل می تواند به گاز دی اکسید کربن شکسته شود که می تواند به بیرون گسترش پیدا کرده و موجب انفجار الکترولیت و در نهایت منفجر شدن محتویات قابل انفجار باتری شود.

مطالعات آزمایشگاهی در مورد «فرار حرارتی» نشان داده که دو گاز قابل اشتعال هیدروژن و متان نیز در انفجارها یافت شدند که موجب افزایش دما به بیش 850 درجه سانتی گراد می شوند.

قطعاً دوست ندارید این میزان دما را با صورتتان حس کنید. در سال 2013 یک نوجوان به دلیل فرار حرارتی باتری گوشی هوشمند دچار سوختگی درجه 3 شد. این موضوع به قدری شایع شده که اداره هوانوردی فدرال آمریکا ورود برخی از گوشی های هوشمند را به هواپیما ممنوع کرده است.

باتری لیتیوم

همچنین «ستاد ملی ایمنی حمل و نقل ایالات متحده» پس از حادثه ای که در سال 2011 برای یک هواپیمای باری افتاد، در مورد حمل باتری های لیتیومی به عنوان محموله های باری اخطار داده بود. در سال 2017 نیز یک کارخانه باتری سازی دچار آتش سوزی گسترده شد.

اما چرا محققان هنوز این مشکل را حل نکرده اند؟ شاید آینده باتری های لیتیوم یونی در دستان یکی از مخترعان آن، «جان گودیناف» باشد. او اکنون تیمی از محققان را مدیریت می کند که به تحقیق در مورد باتری های بهتری مشغول هستند؛ باتری هایی که اشتعال پذیر نباشند، دوام بیشتری داشته باشند و حداقل 3 برابر انرژی بیشتری نسبت به باتری های فعلی فراهم کنند.

تیم محققان گودیناف معتقدند که اختراع جدید آنها که بر اساس یک باتری با الکترولیتی از جنس شیشه است، می تواند به شیوه بهتری انرژی را ذخیره کند، سریعتر شارژ شود یا شارژ آن خالی شود و در عین حال بتوان آن را به اشکال فیزیکی متنوعی طراحی کرد؛ و این تنها یکی از باتری هایی است که در حال آزمایش هستند.

 

تماشا کنید: نگاهی به مرکز تست پیشرفته سامسونگ برای گلکسی اس 8

منبع:
YouTube
برچسب ها
تور کیش

مطالب مرتبط

با استفاده از این باتری لیتیوم گوگرد گوشی شما تا 5 روز از شارژ مجدد بی نیاز خواهد بود

محققان دانشگاه Monash ادعا می‌کنند که بهینه‌ترین باتری لیتیوم گوگرد را ساخته‌اند. بر اساس گفته‌های آن‌ها یک واحد از این باتری با ابعاد مناسب می‌تواند به مدت 5 روز گوشی شما را از شارژ مجدد بی‌نیاز کند.این در حالیست که اگر از این باتری لیتیوم گوگرد به عنوان منبع انرژی یک خودروی برقی استفاده شود برای... ادامه مطلب

هواوی پی 40 پرو احتمالا اولین گوشی دنیا با باتری گرافینی خواهد بود [به روز رسانی]

هواوی پی 40 پرو احتمالا اولین گوشی دنیا خواهد بود که به باتری گرافینی مجهز می شود.«Huawei France»، حساب کاربری رسمی منطقه ای هواوی، اخیراً خبر مجهز شدن هواوی پی 40 پرو به باتری گرافینی را منتشر کرد. البته این توییت لحظاتی پس از انتشار حذف شد؛ ولی سایت PhoneArena اسکرین شاتی از آن گرفته... ادامه مطلب

مهمترین پیشرفت‌های صنعت باتری در سال ۲۰۱۹؛ از شرط بندی ماسک تا شارژ CO2

بسیاری از دستاوردهای مدرن بشر از خودروسازی گرفته تا دستگاه های الکترونیکی مدیون پیشرفت در ساخت باتری های قدرتمند و پر ظرفیت است. فناوری ساخت باتری امسال هم شاهد پیشرفت های قابل توجهی نظیر شارژ خودروهای برقی در ۱۰ دقیقه، باتری های با توان استخراج کربن دی اکسید از هوا و رکوردشکنی در ظرفیت باتری... ادامه مطلب

گوشی‌های آینده شیائومی از شارژ سریع 100 واتی پشتیبانی می‌کنند

شیائومی اخیراً با رونمایی از Mi CC9 پرو با دوربین پنج گانه 108 مگاپیکسلی و می میکس آلفا با نسبت بدنه به نمایشگر 180 درصدی، خبرساز بوده است. حال گزارشات حاکی از آنند که گوشی های سال 2020 این کمپانی از شارژ بسیار سریع 100 واتی پشتیبانی خواهند کرد.شیائومی در کنفرانس توسعه دهندگان خود اعلام... ادامه مطلب

افزایش دو برابری برد هواپیماهای برقی با استفاده از باتری لیتیوم گوگرد

شرکت بریتانیایی Oxis Energy مدعی شده باتری لیتیوم گوگرد این شرکت می تواند برد هواپیماهای الکتریکی را به طور چشمگیری افزایش دهد. باتری های لیتیوم گوگرد تا پنج برابر چگالی انرژی بیشتری نسبت به باتری های لیتیوم یون دارند.طرفداران هواپیماهای الکتریکی منتظر رونمایی از هواپیماهای برقی واقعی در حوزه هوانوردی هستند ولی باتری های لیتیوم... ادامه مطلب

تسلا شرکت باتری سازی Hibar Systems را در سکوت خبری تصاحب کرد

شرکت تسلا که به دنبال تولید باتری های اتومبیل های برقی در کارخانه های خود است، شرکت باتری سازی کانادایی Hibar Systems را در سکوت خبری تصاحب کرد.به گزارش سایت Electric Autonomy، کمپانی باتری سازی مذکور متخصص ساخت باتری برای خودروهای برقی، لپ تاپ و محصولات مشابه بوده و اخیراً روی تولید یک باتری لیتیوم یون... ادامه مطلب

ویجیاتو

نظرات ۱

وارد شوید

برای گفتگو با کاربران، وارد حساب کاربری خود شوید.

ورود

رمزتان را گم کرده‌اید؟