Взрыв смартфона. Взрывной характер: почему горят смартфоны

14.04.2019

К огромному перечню опасностей, поджидающих современного человека буквально на каждом шагу, добавилась ещё одна – опасность взрыва вашего мобильного телефона.

Интернет пестрит сообщениями о взрывах телефонов прямо в руках их владельцев, во время разговора, игры или общения в соцсети. Но, может быть, опасность сильно преувеличена? Давайте разберёмся, какие телефоны взрываются и почему это происходит.

Какие телефоны взрываются чаще всего?

Изучив статистику сообщений о взрывах телефонов, можно прийти к выводу, что взрывоопасными являются буквально все марки и модели телефонов. В последнее время внимание акцентировалось на продукции компании Samsung, которая даже вынуждена была на волне паники отозвать все телефоны Galaxy Note 7 из продажи.

Но буквально тут же СМИ наводнили сообщения о взрывах iPhone 7, а также других моделей и Айпадов. Взрываются, кстати, не только телефоны – этой же «болезни» подвержены планшеты разных марок.

Что может взорваться в современном телефоне?

Просмотрев видео взрыва мобильного телефона, можно подумать, будто он начинён взрывчаткой, которая может самопроизвольно сработать в любой момент. В определённом смысле так и есть, ведь ещё не существует телефонов, которые могли бы работать без аккумуляторов.

Именно батарея является единственной взрывоопасной деталью любого телефона. В обычных условиях она, конечно, не может взорваться, но при совпадении неблагоприятных факторов процессы, протекающие внутри аккумулятора, бешено ускоряются, что приводит к взрыву.

Как взрывается телефонный аккумулятор?

Сегодня практически во всех моделях телефонов, независимо от их марки, используются литий-ионные аккумуляторы, действие которых основано на ионизации атомов лития в электролите.

Электрохимическая ячейка, залитая раствором органических солей лития, разделена сепаратором из пористого полимера. В одной части находится анод, в другой – катод. Сепаратор препятствует непосредственному контакту электродов, поэтому электрохимическая реакция протекает медленно, по мере просачивания ионов лития через сепаратор.

Если же сепаратор повреждается, происходит короткое замыкание между анодом и катодом. Электрохимический процесс активизируется, ускоряясь в сотни раз, из-за чего защитный слой анода разлагается. Литий анода вступает в электролитическую реакцию с выделением газообразных углеводородов – метана, этилена, этана и других. Давление газов приводит к разрыву корпуса, и внутрь попадает кислород, воспламеняющий электролит, после чего происходит взрыв аккумулятора.

Что может привести к взрыву?

В принципе, современные аккумуляторы делаются достаточно устойчивыми к неблагоприятным воздействиям, однако предусмотреть все жизненные ситуации производители, конечно, не могут. Чаще всего аккумулятор выходит из строя и взрывается:

— после падения телефона, вследствие повреждения сепаратора из-за удара;

— после сгибания телефона, находящегося в кармане или в рюкзаке;

— вследствие нагрева свыше 60 градусов Цельсия – предела, установленного технологией литий-ионных аккумуляторов;

— после длительной эксплуатации, приведшей к дендроидному прорастанию металлического лития сквозь поры сепаратора.

Наиболее часто взрываются аккумуляторы, длительное время бывшие в эксплуатации, с заметным изменением геометрической формы (вздутием стенок). Кроме того, к повышению вероятности взрыва может привести нарушение технологии производства батареи, что, к сожалению, не так уж редко случается на небольших фабриках Китая. Поэтому при замене батареи лучше не экономить, покупая дешёвую «noname» продукцию, и выбирать батареи оригинального либо лицензированного производителя.

Почему происходят взрывы аккумуляторов Samsung Galaxy Note 7 и iPhone 7?

Обратив внимание на взрывы батарей телефонов известных производителей, можно заметить, что обе модели выпущены водонепроницаемыми, т.е. вентиляция корпуса сильно затруднена. Это значит, что естественное охлаждение аккумулятора практически не работает.

Вероятность ускорения электролитической реакции из-за перегрева существенно возрастает, особенно в моменты, когда телефон активно используется для просмотра/съёмки видео, игры или поиска в интернете. Кроме того, нельзя исключать ухудшения качества комплектующих из-за стремления к удешевлению производства – этим сейчас грешат буквально все производители.

Не перегревайте свой телефон, не роняйте его и берегите от деформирующих нагрузок на корпус, вовремя заменяйте аккумулятор, выбирая для этого продукцию оригинальной марки. Соблюдение этих простых правил сведёт риск взрыва для вашего телефона практически к нулю.

Сам по себе телефон никогда не взорвется, взорваться может питающий его аккумулятор, который сейчас чаще всего является ионно-литиевoй батареей.

Кoличествo случаев взрыва гаджетoв, в кoтoрых нахoдятся такие батареи, увеличилoсь за пoследние гoды настoлькo, чтo ионно-литиевые и прoстo литиевые аккумулятoры признали oпасным грузoм, и с начала 2016 гoда Междунарoдная oрганизация гражданскoй авиации запретила перевoзить такие батареи в грузoвых oтсеках пассажирских самoлетoв. При этoм аккумулятoры гаджетoв мoжнo везти с сoбoй в салoне, правда, oни дoлжны oтвечать некoтoрым услoвиям: иметь сoдержание лития дo двух граммoв и мощность не бoлее 100 Вт/час.

Как этo происходит?

Канадские ученые из компании CLS задались вопросом, что же происходит внутри аккумуляторной батареи в момент взрыва? Они сумели заглянуть внутрь аккумулятора и опубликовали свои наблюдения в Журнале «Электротехническое сообщество»в Канаде. Оказалось, что все случается из-за замыкания внутри источника питания: литий анода (положительного электрода батареи) реагирует с электролитом. Аккумулятор начинает разогреваться, к процессу подключается материал, из которого сделан катод (отрицательный электрод), а после того как батарея разогревается до двухсот градусов, происходит резкое выделение кислорода, углекислоты и других газов. Аккумулятор раздувается. Часто этим дело и ограничивается, но в некоторых случаях процесс заходит дальше: к ислород воспламеняется из-за температуры, происходит небольшой взрыв. Для человека это опасно прежде всего ожогами и небольшими травмами, а для окружающей обстановки - пожаром. Бывали случаи, когда из-за взрыва телефона горели машины и мебель в квартирах. Очевидцы говорят, что телефоны не только горят, но и «кипят химией» и могут повредить другие устройства или провода, которые находятся рядом. Но почему они взрываются?

Зарядное устройство

Ученые из Института химии твердого тела Сибирскoгo oтделения РАН (Нoвoсибирск) считают, чтo взрыв ионно-литиевoгo аккумулятoра мoжет прoизoйти пo нескoльким причинам, в тoм числе из-за заряднoгo устрoйства.

Батарея мoжет пoвредиться, если при зарядке телефона вы используете неподходящее зарядное. Разные производители делают электроды батарей из различных материалов и скорость зарядки у них разная. Одни аккумуляторы могут выдерживать зарядку на повышенной скорости, другие, увы, нет. Если вы подключаете батарею к розетке с помощью более мощного «зарядника», может произойти её частичное разрушение: при большей силе тока неподходящий материал нагревается, аккумулятор выходит из строя. Внешне это может никак не проявляться, но позже батарея взрывается.

Выход из строя чипа

Еще одна причина - выход из строя устройства, которое обязано следить за уровнем заряда на гаджете. Это крохотный чип, который контролирует уровень зарядки и не дает батарее ее превышать: в случае превышения он просто ее отключает. То же самое он сделает при перегреве телефона. Но если чип вышел из строя, ждите беды.

Механическое повреждение батареи

Исследователи пришли к выводу, что чаще всего телефоны или смартфоны взрываются по причине механической поломки батареи. Поломка может произойти незаметно - вы уронили батарею на пол, разбирая устройство, или же с ним «поиграл» ваш ребенок. Чтобы нарушить целостность батареи внутри, достаточно попытаться ее согнуть – и поломка гарантирована. По статистике, несколько смартфонов загорелось после того, как их хозяева попали в ДТП или даже просто упали с велосипеда. Известен случай, когда смартфон загорелся в салоне самолета: владелец урoнил егo на пoл в прoход и наступил.

О повреждениях предупреждают и канадские ученые: при экспериментах они видели, что разрушение аккумулятора начинается с тех мест, где было хотя бы малейшее нарушение целостности электродов.

Производственный брак

Чаще всего потребители не знают где, кто и на каком именно заводе делает батареи, которыми укомплектованы гаджеты, а производитель иногда стремиться сэкономить и покупает дешевую продукцию. Крохотные повреждения, нанесенные некомпетентным работником, нарушение технологии, мелкие частицы металла или других компонентов, попавшие в электролит, - все это может стать причинной чрезвычайного происшествия.

Как этого избежать?

Меры просты: нужно использовать только то зарядное устройство, которое идет вместе с телефоном, бережно обращаться с батареей, не ронять телефон, обращать внимание на скорость зарядки: если она вдруг убыстрилась - значит, аккумулятор выходит из строя.

Надо обращать внимание на температуру телефона: если он сильно нагревается за короткое время, то это плохой знак.

Необходимо внимательно ставить крышку аккумуляторного отсека на место: если она входит в пазы с трудом, может статься, что ваша батарея уже распухла и пользоваться ей опасно.

К сожалению, эволюция в сфере аккумуляторных батарей идет очень медленно. Наиболее безопасными российские ученые считают литий-железo-фoсфатные аккумулятoры, нo маленькими такие батареи пoчему-тo не делают.

Самые серьезные прoисшествия с телефoнами в нашей стране прoисхoдили в Примoрье, где в руках у шкoльницы прямo на урoках загoрелся телефoн (ребенoк пoлучил oжoги руки и нoг и был гoспитализирoван) и в Нoвoсибирске, где телефoн взoрвался в кабине у кранoвщика, нахoдившегoся высoкo над землей.

Правообладатель иллюстрации Reuters Image caption Samsung попытался доработать новую модель смартфона, но вновь стали поступать сообщения о неполадках

Компания Samsung объявила об остановке всех продаж новой модели своего смартфона Galaxy Note в связи с сообщениями о том, что возгорания устройств продолжаются даже после ремонта.

Компания также призвала потребителей, которые уже приобрели новую модель, не пользоваться ею и отключить питание, пока специалисты пытаются разобраться в причинах брака.

Что проиходит?

Samsung представила Galaxy Note 7 в августе. Тогда смартфон назвали одним из лучшим телефонов на базе Android. Он должен был стать основным конкурентом iPhone 7 компании Apple.

Однако вскоре от покупателей начали поступать жалобы на бракованные батареи, взрывающиеся при зарядке. По данным Samsung, речь идет лишь о 35 случаях возгорания на 2,5 миллиона аппаратов.

Но в итоге Samsung отозвала всю партию и выпустила улучшенную модель смартфона. Тогда компания заверила, что после произведенных исправлений пользоваться аппаратами безопасно.

Но на данный момент известно уже о двух случаях возгорания устройств, выданных потребителям вместо дефектных.

Покупателям, имеющим на руках оригинальный Galaxy Note 7 или обновленную модель, выданную взамен, рекомендовано отключить устройство, не использовать его и не пытаться каким-либо способом исправить дефект самостоятельно.

Samsung попросил всех своих оптовых и розничных партнеров по всему миру остановить продажу и обмен Galaxy Note 7 на период, пока продолжается расследование.

По мнению корейских СМИ, в ближайшее время Samsung, скорее всего, окончательно прекратит продажу нового смартфона.

Правообладатель иллюстрации AFP Image caption Скандал со смартфонами может серьезно ударить по репутации Samsung, говорят эксперты

Почему они взрываются?

Samsung применяет стандартные литиево-ионные батареи, которыми пользуется вся отрасль - что же делает их столь опасными?

Важно понимать особенности конструкции таких батарей. Они содержат катод, анод и литий.

Катод и анод разделяются органическим жидким электролитом и пористой мембраной-сепаратором.

Литий перемещается через поры этой мембраны между катодом и анодом.

Если батарея заряжается слишком быстро, происходит выделение большого количества тепла, а вокруг анода могут формироваться чешуйки из лития, что может приводить к короткому замыканию.

Другие дефекты, которые могут приводить к короткому замыканию, включают присутствие загрязнений в виде небольшого количества металла или миниатюрных отверстий в корпусе смартфона, которые возникают после нескольких зарядок в результате температурных деформаций.

Как это сказалось на компании?

Скандал со смартфонами уже привел к падению капитализации корейской компании.

Только за два дня после начала скандала акции Samsung подешевели на 158 долларов. С учетом количества акций, находящихся в обращении, падение рыночной стоимости компании в начале сентября составило более 22 млрд долларов.

Во вторник на фоне новостей о повторном отзыве бракованных телефонов акции компании обвалились на 8%.

Как отмечает аналитик по вопросам технологий Эндрю Милроу, скандал со взрывающимися телефонами произошел в самый неблагоприятный момент для Samsung.

"Samsung наверстывал отставание от конкурентов. Но эта катастрофическая ошибка нанесет серьезный ущерб положению компании на рынке смартфонов", - сказал Милроу в интервью Би-би-си.

Нынешнее фиаско, по словам экспертов, может крайне негативно сказаться на степени доверия потребителей к продукции компании.

Как этo происходит?

Канадские ученые из компании CLS задались вопросом, что же происходит внутри аккумуляторной батареи в момент взрыва? Они сумели заглянуть внутрь аккумулятора и опубликовали свои наблюдения в Журнале «Электротехническое сообщество»в Канаде. Оказалось, что все случается из-за замыкания внутри источника питания: литий анода (положительного электрода батареи) реагирует с электролитом. Аккумулятор начинает разогреваться, к процессу подключается материал, из которого сделан катод (отрицательный электрод), а после того как батарея разогревается до двухсот градусов, происходит резкое выделение кислорода, углекислоты и других газов. Аккумулятор раздувается. Часто этим дело и ограничивается, но в некоторых случаях процесс заходит дальше: кислород воспламеняется из-за температуры, происходит небольшой взрыв. Для человека это опасно прежде всего ожогами и небольшими травмами, а для окружающей обстановки - пожаром. Бывали случаи, когда из-за взрыва телефона горели машины и мебель в квартирах. Очевидцы говорят, что телефоны не только горят, но и «кипят химией» и могут повредить другие устройства или провода, которые находятся рядом. Но почему они взрываются?

Зарядное устройство

Выход из строя чипа

Механическое повреждение батареи

Исследователи пришли к выводу, что чаще всего телефоны или смартфоны взрываются по причине механической поломки батареи. Поломка может произойти незаметно - вы уронили батарею на пол, разбирая устройство, или же с ним «поиграл» ваш ребенок. Чтобы нарушить целостность батареи внутри, достаточно попытаться ее согнуть - и поломка гарантирована. По статистике, несколько смартфонов загорелось после того, как их хозяева попали в ДТП или даже просто упали с велосипеда. Известен случай, когда смартфон загорелся в салоне самолета: владелец урoнил егo на пoл в прoход и наступил.

Производственный брак

Как этого избежать?

Что произошло с флагманом Samsung?

Сотрудник корейского кафе пытается потушить загоревшийся смартфон

Samsung Note 7 должен был стать главным конкурентом iPhone 7. СМИ восторженно отзывались о дизайне, камере и работе со стилусом. Его даже представили на месяц раньше нового айфона и выпустили за несколько недель до презентации Apple - в Samsung считали, что это поможет отнять у конкурента долю рынка. Но в первую же неделю после выхода начали появляться сообщения о загорающихся аккумуляторах. В начале сентября компания решила отозвать устройства, а в конце месяца перевыпустила Note 7 с «безопасной» батареей.
Но сообщения о возгораниях все равно продолжали поступать. 11 октября Samsung попросила магазины по всему миру продажи Note 7, а владельцев - устройства и больше ими не пользоваться. Теперь они могут обменять Note 7 на другую модель Galaxy (с выплатой разницы) или вернуть деньги. В России условия возврата уточняют по телефону горячей линии.

Как часто телефоны взрывались на самом деле?

До начала отзыва Samsung успела продать около 2,5 миллиона устройств (исключая Китай), но дефект батареи, по заявлению компании, только в 0,1%. То есть батарея могла сгореть примерно у 2,5 тысячи Note 7. Точное число случаев возгорания неизвестно, но их точно больше ста: на середину сентября было известно о в США, - в Австралии, - в Корее и одном - на Тайване. Но новые сообщения всплывают до сих пор.

Из описания инцидентов нельзя понять, в каких именно случаях смартфон начинает гореть. Во Флориде Note 7 поджег джип, когда заряжался от прикуривателя, в Австралии аппарат чуть не комнату в отеле - тоже во время зарядки, в Южной Каролине из-за него целиком сгорел гараж, выключенный Note 7 задымился в нагрудном кармане в самолете, летевшем в Балтимор, в Коннектикуте смартфон практически в руках подростка (он получил слабые ожоги), а в Кентукки неподключенный к сети Note 7 ночью в спальне.

Из-за чего вообще загорается телефон?

Дело в том, что батарея смартфона спрессована из множества слоев электрических проводников. На каждом слое есть катод с положительно заряженными ионами и анод с отрицательно заряженными ионами. На стороне катода находятся ионы лития: когда батарея заряжается, они переходят от катода к аноду, а когда батарея используется - обратно. Между катодом и анодом находится тонкая пластина диэлектрика, которая не проводит электрический ток и не дает катоду вступать в реакцию с анодом.

Если перегородка между ними разрушается, то ионы пойдут по короткому пути - произойдет короткое замыкание. Дальше начнется цепная реакция: аккумулятор разогреет сам себя еще сильнее, а электролит выделит горючий газ. Когда реакция получит доступ к кислороду, произойдет возгорание или даже взрыв. Это общий принцип процесса, подробнее о нем можно .

Почему аккумуляторы такие уязвимые?

В современных аккумуляторах толщина диэлектрика составляет всего 20–25 микрометров, что примерно в три раза тоньше обычного листа офисной бумаги. Во-первых, этот тонкий слой может разрушиться из-за внешнего давления. Например, если вы сядете на смартфон, согнете его или сильно по нему ударите. После разрушения диэлектрика катод и анод вступят в реакцию. Диэлектрик также может разрушиться из-за металлической пыли, которая осталась внутри после сборки.

Вторая причина короткого замыкания - температура. Литий-ионные аккумуляторы не предназначены для работы на морозе или жаре. Из-за перегрева металлический литий в аккумуляторе прорастает в игольчатые структуры (дендриты), которые могут разрушить диэлектрик и создать короткое замыкание.

Существует множество других причин нагрева: смартфон заряжается на солнце, зарядное устройство стороннего производителя не знает, когда остановить подачу тока, не работает чип, который отключает зарядку после 100%, в батарее плохой теплоотвод. У литий-ионных аккумуляторов есть рабочих температур: они нормально заряжаются при температуре от нуля до 45 градусов, а работают при температурах от –20 до 60 градусов. Если температура выше или ниже, начинаются проблемы, а на уровне 100 градусов - очень серьезные проблемы.

Почему это произошло именно с Note 7?

В GTA V даже появилось дополнение в виде нового оружия Note 7, способного уничтожать противников

В Samsung , что батареи горели из-за короткого замыкания. Из-за чего именно оно происходило - выяснит внутреннее расследование. Сотрудники компании , что смартфон готовили в спешке, чтобы успеть до презентации Apple: дату начала продаж сдвинули на 10 дней раньше, инженеры постоянно меняли спецификации и заказывали новые комплектующие, а сотрудникам приходилось спать на работе.

Литий-ионные аккумуляторы считаются не самыми эффективными для современных смартфонов. Каждый год у аппаратов появляются более мощные процессоры, более яркие экраны, однако в аккумуляторах принципиальных изменений нет. Производителям приходится лишь плотнее укладывать слои проводников, чтобы получить большую емкость в более тонком корпусе. Батарея Note 7 была достаточно емкой - на 3500 миллиампер-час. Для сравнения: у Note 6 батарея на 3000 миллиампер-час, а у iPhone 7 - на 2900 миллиампер-час. Возможно, во время сложного производственного процесса аккумуляторы неравномерное давление, из-за чего заряжались они тоже неравномерно.

Что будет с компанией Samsung?

В день остановки продаж акции компании на 8%, а капитализация снизилась на 17 миллиардов долларов. Для сравнения - в четвертом квартале 2015 года компания операционную прибыль 5,4 миллиарда долларов. Неизвестно, сколько денег Samsung потеряет на возврате устройств.

Горят ли смартфоны других производителей?

Дефект аккумулятора считается редким, но опасным. Если бракованные батареи попадают в продажу, достаточно всего нескольких эпизодов возгорания, чтобы компания отозвала всю партию. В 2006 году Dell и Apple около 6 миллионов ноутбуков с батареями Sony из-за того, что некоторые из них могли загореться. Хотя вероятность дефекта была намного ниже, чем в случае с Note 7: 1 к 200 000 вместо 1 к 1000.

Телефоны горели и раньше. В 2002 году аппарат неизвестной марки штаны, когда сел на свой iPhone 5c. А у студента из Нью-Джерси iPhone 6s загорелся в кармане рубашки, хотя был выключен. Месяц назад строитель из Огайо серьезные ожоги ноги, когда его Galaxy S7 Edge начал гореть в кармане, а несколько дней назад молодой человек из Чжэнчжоу ожоги и царапины, когда iPhone 7 разлетелся в руках во время съемки видео.

Что нужно делать, чтобы смартфон не взорвался?

Не заряжайте смартфон на жаре и при минусовой температуре. Не используйте кабели и зарядки от других смартфонов или сторонних производителей - особенно для быстрой зарядки, поскольку в этом случае батарейка нагревается еще сильнее. Останавливайте зарядку, если смартфон очень сильно нагрелся (в этом случае стоит заменить аккумулятор или кабель). Не оставляйте заряжаться надолго, если аккумулятор греется после 100%. Перестаньте пользоваться устройством, если его корпус согнулся, а батарейка заметно вздулась или деформировалась. В случае нарушения рекомендаций аккумулятор может и не взорвется, но вероятность поломки повысится.

А что сделать, чтобы он загорелся наверняка?

Можно пробить батарею чем-то острым: диэлектрик разрушится - катод и анод вступят в реакцию, начнется короткое замыкание. Можно оставить телефон на зарядке под тяжелым стресс-тестом и под настольной лампой. Но делать ни того ни другого не стоит - невозможно угадать, какими будут последствия: в одном случае батарейка просто задымится и подплавит телефон, в другом - из нее ударит струя пламени.