Почему смартфоны взрываются прямо на зарядке: опасная правда про аккумуляторы
Почему аккумуляторы могут взрываться: что происходит внутри батареи и как снизить риск
Generated by DALL·E
Истории о вздутых смартфонах и загоревшихся планшетах давно перестали быть редкостью. В новостях регулярно появляются случаи, когда устройство начинает дымить прямо на зарядке или внезапно нагревается так, что его невозможно держать в руках.
Проблема связана не с «магией» и не с единичными случайностями. Литиевые аккумуляторы действительно имеют уязвимость: при определённых условиях они способны перегреваться и запускать опасную цепную реакцию. Именно поэтому ещё в 2016 году международные авиационные организации ограничивали перевозку коммерческих партий таких батарей в грузовых отсеках гражданских самолётов.
Разберёмся, почему это происходит, что именно взрывается внутри аккумулятора и как обычному пользователю защитить себя и свои гаджеты.
Литиевые батареи в смартфонах: в чём главная сложность
Современные смартфоны и планшеты работают в основном на литий-ионных аккумуляторах. Они компактные, лёгкие и обеспечивают хорошую ёмкость при небольших размерах. Но у этой технологии есть особенность: аккумулятор должен заряжаться по сложному алгоритму, чтобы температура не выходила за безопасные рамки. За процесс отвечает специальный микроконтроллер, который следит за параметрами батареи.
При нормальной работе система защищает устройство. Однако если внутри аккумулятора появляется повреждение или заводской дефект, контроль может не спасти ситуацию.
Что приводит к взрыву: перегрев и внутреннее короткое замыкание
Основная причина опасных случаев — чрезмерный разогрев электролита. Он может начаться по двум сценариям:
- из-за перегрева аккумуляторной ячейки;
- из-за короткого замыкания внутри батареи.
Когда температура растёт слишком быстро, запускается цепная реакция. Литий — химически активный металл, и при перегреве он легко вступает в реакции, которые сопровождаются выделением тепла и газа. В итоге батарея начинает вздуваться. В тяжёлых случаях происходит воспламенение и разрыв корпуса. В быту это обычно называют «взрывом аккумулятора».
Почему контроллер не всегда спасает
Многие уверены: если в батарее есть контроллер, значит она полностью защищена. На практике защита работает только до определённого момента. Если в аккумуляторе есть заводской брак, например слишком тонкая изоляция между элементами, устройство может перегреться даже при штатной зарядке.
Опасность также представляют повреждения после падения. Иногда аккумулятор выглядит целым, но внутри нарушается изолирующий слой. И проблема проявляется позже: батарея может загореться внезапно, без очевидных причин и даже без сильного внешнего нагрева.
Как устроена литий-ионная батарея: что внутри
Если объяснять просто, внутри аккумулятора есть несколько ключевых компонентов:
- анод (обычно графитный);
- катод (часто на основе оксидов переходных металлов);
- электролит — органический раствор солей лития;
- сепаратор — тонкая пористая полимерная прослойка между анодом и катодом.
Сепаратор играет важную роль: он не даёт электродам соприкоснуться напрямую, но при этом пропускает ионы. Если сепаратор повреждается, начинается внутреннее короткое замыкание — и дальше события развиваются очень быстро.
Откуда берётся внутреннее замыкание
Причины короткого замыкания бывают разными. Самые частые:
Заводской дефект
Например, неровная нарезка электродов, попадание металлических частиц внутрь или слабая изоляция.
Механическое повреждение
Удар, падение, прокол, деформация корпуса батареи. Иногда это происходит после обычного «неудачного падения на плитку».
Рост металлического лития внутри
Иногда внутри батареи образуются так называемые «литиевые цепочки», которые могут постепенно прорастать через сепаратор. Это возможно, если зарядка была слишком быстрой, батарея переохлаждалась или внутри нарушен баланс ёмкости электродов.
Что происходит при перегреве: цепочка реакций по температуре
Когда внутри возникает замыкание, аккумулятор начинает нагреваться. Дальше процесс идёт по этапам:
70–90°C — разрушается защитный слой
Начинается разложение защитного ион-проводящего слоя на аноде. Литий реагирует с электролитом, выделяются горючие газы.
180–200°C — выделяется кислород
На катоде запускаются реакции, при которых начинает выделяться кислород. И это резко повышает риск возгорания: появляется то, чего «не хватало» для полноценного огня.
200–300°C — начинается активное разложение электролита
Температура растёт, давление внутри корпуса увеличивается, процесс становится почти неконтролируемым.
Дальше — разрушение конструкции
При очень высоких температурах могут плавиться внутренние элементы, включая токоприёмники. Процесс быстро заканчивается полным разрушением аккумуляторной ячейки. Важно понимать: это не «внезапный взрыв из ниоткуда». Это цепочка реакций, которая развивается за короткое время, но имеет вполне объяснимую физику.
Почему производители не делают батареи максимально защищёнными
Теоретически проблему можно уменьшить:
- усилить контроль качества;
- добавить дополнительные предохранители;
- усложнить защитные системы;
- повысить требования к материалам.
Но всё это делает аккумуляторы дороже. А в массовом рынке цена играет ключевую роль. Производители конкурируют, стараются делать устройства тоньше, дешевле и мощнее — и это ограничивает запас безопасности.
Что уже придумали учёные: батарея, которая «отключается сама»
Учёные из Стэнфорда несколько лет назад представили разработку защитного механизма, который может остановить опасный процесс автоматически. Идея в том, что батарея способна:
- отключаться при достижении опасной температуры;
- после охлаждения снова включаться;
- делать это многократно без потери характеристик.
Исследователи использовали принцип из другой области: материалы с наночастицами никеля, где проводимость меняется при нагреве. При повышении температуры пластик расширяется, контакт между частицами ослабевает, сопротивление растёт — и цепь буквально «размыкается». Такая защита может остановить перегрев ещё на ранней стадии.
Почему технология всё ещё не стала массовой
Даже при наличии перспективных решений производители не спешат резко менять технологию, которая отлаживалась годами. Любые изменения требуют перестройки производства, тестов, сертификации и дополнительных затрат. Поэтому в ближайшее время пользователям всё равно придётся соблюдать обычные меры осторожности. Литиевые аккумуляторы остаются эффективными, но потенциально опасными при неправильной эксплуатации.
Как снизить риск: простые правила для владельцев гаджетов
Чтобы не столкнуться с проблемой в реальной жизни, специалисты советуют соблюдать базовые меры:
- не перегревать смартфон на солнце и не оставлять в машине летом;
- не заряжать устройство под подушкой или на мягкой поверхности, где плохо уходит тепло;
- не использовать повреждённые кабели и дешёвые зарядки сомнительного качества;
- не продолжать пользоваться аккумулятором, если он вздулся;
- не ронять гаджет и внимательно следить за его состоянием после падений;
- избегать сильного переохлаждения батареи.
Если устройство начинает резко греться, пахнуть пластиком или заметно деформируется — это повод немедленно прекратить зарядку и убрать гаджет в безопасное место.
Взрывы аккумуляторов — редкость, но риск существует
Большинство пользователей никогда не столкнётся с возгоранием аккумулятора. Но сама технология литиевых батарей устроена так, что при перегреве или замыкании внутри может начаться опасная реакция. Поэтому разумная осторожность остаётся лучшей защитой. Смартфон не должен перегреваться, батарея не должна вздуваться, а зарядка не должна превращаться в лотерею.