IPhone құрылғыларындағы литий-иондық аккумуляторлардың қауіпсіздігіне арналған толық нұсқаулық

IPhone-дардағы литий-иондық аккумуляторлар қалай жұмыс істейді — және неге қауіпсіздік бұзылулары пайда болады

Жылулық тұрақсыздық түсіндірілген: iPhone литий-иондық аккумуляторларындағы өрттерге әкелетін тізбекті реакция

IPhone-дағы литий-ионды аккумуляторлар зарядталған кезде және разрядталған кезде литий иондарын катод деп аталатын бір электродтан анод деп аталатын екінші электродқа қайтарып жіберу арқылы жұмыс істейді. Бұл аккумуляторлардың құрылғыларымыз үшін өте тиімді болуының себебі — олар көлемі аз орынға көп энергия сыйғыза алады, бірақ осы қасиет қауіпсіздікке қатысты ауқымды мәселелер туғызады. Аккумулятор ішінде неғұрлым жаман жағдайлар орын алған кезде, бұл әдетте «жылулық тізбектің бұзылуы» деп аталатын құбылысқа байланысты болады. Бұл құбылыс аккумулятор 80 °C шамасында қызған кезде пайда болады. Бұл температура шегі асырылғаннан кейін аккумулятор ішіндегі қорғаныс қабаты бұзыла бастайды, нәтижесінде қауіпті қысқа тұйықталулар пайда болады. Мұндай қысқа тұйықталулар жылу, оттегі және жанғыш газдар бір уақытта бөлетін химиялық реакцияларды тудырады. Температура бірнеше секунд ішінде 400 °C-тан жоғары көтерілуі мүмкін, нәтижесінде өрт немесе тіпті жарылыс пайда болуы мүмкін. Көпшілік оқиғалар құрылғының түсуі немесе сығылуы, арзан жасанды зарядтағыштардың қолданылуы немесе телефондарды күннің күшті күйінде машиналарда қалдыру салдарынан орын алады.

Нақты жағдайлар: Расталған iPhone литий-ионды аккумуляторларының апаттары мен олардың негізгі себептерінің үлгілері

Нақты жағдайларға қарағанда, біз тоқтатуымызға болатын айқын үлгілер бар. Өткен жылы ғана iPhone аккумуляторларының өрттерінің шамамен екі үштік бөлігі ішкі элементтердің бір түрлі зақымдануына байланысты болды. Ең жиі кездесетін себептер — телефондардың түсуі, уақыт өтуімен бірге пайда болатын қалыпты тозу немесе техникалық сипаттамаларға сай келмейтін арзан үшінші тараптың зарядтағыштарын қолдану. АҚШ-тағы Тұтынушы өнімдерінің қауіпсіздігін бақылау комиссиясы (CPSC) және әртүрлі авиациялық қауіпсіздік құжаттары аккумуляторлардың ішкі химиялық ыдырауынан пайда болатын газдың қысымымен кеңеюінің, әдетте, біз «жылулық тізбектің бұзылуы» деп атайтын қауіпті қызуға әкелетінін атап өтеді. Бірақ честно айтсақ, көптеген адамдар өз телефондарының қауіпті дәрежеде қызуы немесе баяулауы белгілерін көріп, оған назар аудармай, оқиға болып қалғанша күтеді.

Әуе компаниялары тек 2024 жылдың бірінші тоқсанында ғана 62 литий-ионды аккумуляторлар бойынша инциденттер тіркеді, оның ішінде 38%-ы — смартфондарға сәйкес келеді; бұл iPhone-дардағы литий-ионды аккумуляторлардың қауіпсіздігі үшін сертификатталған қосымша құрылғылар мен белсенді аккумулятор бақылауының маңыздылығын көрсетеді.

IPhone үшін литий-ионды аккумулятордың ақаулығының ерте қауп-қатер белгілерін тану

Көрінетін және сезілетін қауп белгілері: şişіп кету, түсінің өзгеруі, иісі мен ағуы

Физикалық өзгерістер аккумулятордың тозуын анықтаудың ең сенімді көрсеткіштері болып табылады. Мыналарға назар аударыңыз:

• Тартылыс шишип кету: Электролиттің ыдырауы нәтижесінде газ жиналуы салдарынан аккумулятордың şiшип кетуі телефонның пішінін бұзады — жиі экранды көтереді немесе корпусын иілтеді. Бұл химиялық ыдыраудың қайтарылмас процесінің анық белгісі.
• Түстердің өзгеруі түсінің өзгеруі: Аккумулятор бетіндегі қоңыр немесе шырыш түсті дақтар коррозия мен электродтық материалдардың бұзылуын көрсетеді — бұл жылулық тізбектің үзілуіне дейінгі жиі кездесетін алғашқы белгілер.
• Тұрғызылу иісі: Еттік пенісіне ұқсас қатты, еріткішке тән иіс электролиттің ағуын көрсетеді — бұл ауамен әрекеттескен кезде оңай тұтанатын, өте ұшқыш зат.
• Ағып кету көрінетін ылғал немесе порттар, жиектер немесе дисплейдің астында қалдықтар болуы корпус бұзылғанын растайды. Электролиттің электрондық схемамен әсерлесуі тікелей қысқа тұйықталу қаупін туғызады.

Бұл белгілердің кез келгені құрылғыны дер кезінде изоляциялауды талап етеді. Құрылғыны одан әрі пайдалану отынның тұтануы немесе улы газдар — сутегі фториды мен көміртегі монооксиды — бөлінуіне әкелуі мүмкін.

Дамып келе жатқан қауптер: қалыпты емес жылу, иілу, тұтасқан түтін немесе қатарынан қуаттың жоғалуы

Деградация алға жылжыған сайын белгілер күшейеді және қауіпті болады:

• Қалыпты емес жылу жеңіл пайдалану кезінде немесе зарядтау кезінде тұрақты жылулық сезілу ішкі кедергінің өсуін көрсетеді. Температураның 38°C (100°F) асып кетуі элементтердің деградациясын жеделдетеді және SEI қабатының тұрақтылығын бұзады.
• Иілу біртіндеп кеңею конструкциялық компоненттерге керілу тигізеді. Экрандың көтерілуі немесе корпус бөлінуі корпус бұзылуының алдында тұрғанын және ыстық қалдықтардың лақтырылуы мүмкіндігін көрсетеді.
• Түтін көрінетін түтін кез келген уақытта белсенді жылулық шашырау процесінің басталғанын растайды. Құрылғыны дер кезінде өшіріңіз және оны жанбайтын бетке, жанғыш заттардан алыста орналастырыңыз.
• Сәтсіз қуат түсіп кетуі кенеттен өшірулер зарядтың 20–50% деңгейінде болса, бұл кернеу құлауын көрсетеді — бұл жасы өткен элементтердің жүктеме сыйымдылығын жоғалтуы мен разрядты қауіпсіз реттеу қабілетінің төмендеуінің белгісі.

Бұл қауптар тез өседі. Түтін немесе айқын иілу белгілері пайда болған кезде құрылғыны пайдалануды тоқтатыңыз және Apple немесе өкілетті электрондық қалдықтарды тарату орны арқылы мамандарға тапсырыңыз.

IPhone-ның литийлік аккумуляторын қорғау үшін қауіпсіз зарядтау дағдылары

Аккумуляторлардың қауіпсіздігін сақтау және ұзақ уақыт жұмыс істеуі үшін дұрыс зарядтау тәжірибелері өте маңызды. Литий-ионды аккумуляторлар үшін ең үлкен проблема — жылу жиналуы. Температура қалыпты бөлме температурасынан тіпті 10 градусқа ғана көтерілсе, кейбір CNET-тің соңғы зерттеулеріне сәйкес химиялық ыдырау процесі шамамен 15 пайызға жылдамдайды. Apple компаниясының «Оптимизацияланған аккумуляторды зарядтау» деген қызметі бар, ол құрылғы кейінірек қосымша қуатты қажет еткенге дейін зарядтауды 80 пайызда тоқтатады. Бірақ айталық, біз өздеріміз құрылғыларымызды дұрыс зарядтамасақ, барлық осы ақылды қызметтер ештеңе көмектеспейді. Телефондарды жастықтың астына салмаңыз, тікелей күн сәулесінде қыздырмаңыз немесе оларды өздерінің жылуын ұстап қалатын қалың изоляциялы қапшықтарға салмаңыз. Осындай қарапайым істер аккумуляторлардың алмастыруға дейін қанша уақыт жұмыс істеуіне әсер етеді.

Сенімді жұмыс істеу үшін MFi-Сертификатталған қосымша құрылғылар мен OEM зарядтағыштарды қолдану Iphone үшін литий батареясы Жұмыс іздемін

Apple-дің MFi сертификатталған зарядтағыштары Apple өзінің қатаң сынақтарынан өтеді. Олар кернеуді реттеу сапасынан бастап, температураны дұрыс бақылауын және қысқа тұйықталуға қарсы ішкі қорғанысы бар-жоғын тексереді. Көптеген үшінші тараптың зарядтағыштарында осындай маңызды қауіпсіздік функциялары жоқ. Нақты уақытта жұмыс істейтін жылулық сенсорлар? Ток ағысын дәл реттеу? Бұлар сертификатталмаған өнімдерде жиі кездеспейді. Мұндай жағдайда қуат тұрақты түрде берілмейді, нәтижесінде құрылғы ішінде артық жылу жиналады. Уақыт өте келе бұл аккумуляторлық элементтерде дендриттің өсуіне әкеледі, ал бұл біздің телефондарымыздың күтілген уақыттан ерте өліп қалуын білдіреді.

Неге үшінші тараптың зарядтағыштары мен қайта қалпына келтірілген аккумуляторлар өрт пен ақаулыққа әкелетін қаупін арттырады

Қолданылған аккумуляторлар, әсіресе Apple-дың ресми тұтынушыларынан тікелей келмегендері, жасушалар арасындағы дұрыс бөлгіштер, жылулық қорғану сақтандырғыштары және дәл зарядтау бақылау жүйелері сияқты маңызды компоненттерден айырылуы мүмкін. Сақтандырғышсыз зарядтағыштар жиі жануға бейім материалдармен немесе жылдам зарядтау кезінде осындай қуатты төтеп беруге қабілетсіз өте жіңішке сымдармен келеді. 2023 жылы Тұтынушы өнімдерінің қауіпсіздігін қамтамасыз ету комиссиясы жүргізген зерттеу бойынша, iPhone-ды зарядтау бойынша хабарланған проблемалардың сегізден тоғызы сертификатталмаған қосымша құрылғыларды пайдалануға байланысты болды. Бұл проблемалар әдетте кернеудің қауіпсіз деңгейлерден айтарлықтай асып кетуімен байланысты болды, кейде рұқсат етілген шектерден жоғары 20 пайызға дейін көтерілуі мүмкін. Осыны ескі немесе екінші қолданыстағы аккумулятор жасушаларымен қосып қарасақ, жағдай өте қауіпті болады, себебі аса қызуға ұшырау мен өрттің пайда болу ықтималдығы әлдеқайда жоғары болады. Сондықтан, егер қауіпсіздік сіз үшін маңызды болса, мыналардан аулақ болыңыз:

• USB-IF сертификаты немесе MFi белгісі жоқ зарядтағыштар
• Apple-дың өзіндік жылу басқару интеграциясын қолданбайтын алмастыру аккумуляторлары
• Артық қызатын, шамшыратып тұратын немесе қайталанып тұратын «Қосымша қолдау көрсетілмейді» хабарламаларын тудыратын кез келген қосымша

Қоршаған ортаны басқару: температура, сақтау және пайдалану бойынша ең жақсы тәжірибелер

Литий-ионды аккумуляторлар белгілі бір температуралық диапазонда ұсталған кезде ең жақсы жұмыс істейді. Apple құрылғыларды 0 °C пен 35 °C (немесе 32–95 °F) арасында ұстауды ұсынады. Егер олар бұл оптималды аймақтан ұзақ уақыт бойы шығып қалса, аккумулятор қалыптыдан тезірек тозады. Температура 35 °C-тан асып кеткен кезде аккумулятор әр жылы өз сыйымдылығының шамамен 20 пайызын жоғалтады. Ал суық ауа — нөлдің төменінде — басқа да проблема туғызады. Ішкі кедергі өте көтеріледі, сондықтан құрылғыда әлі де заряд қалғанына қарамастан, ол қатыгез тоқтап қалуы мүмкін. Сондықтан пайдаланушылар көбінесе телефондарының батарея деңгейі жоғары көрсетілсе де, қыста олардың өшіп қалуын бақылайды.

Ұзақ мерзімді сақтау үшін аккумуляторларды шамамен 50% заряд деңгейінде, салқын (15–22°C) және құрғақ ортада (<50% ылғалдылық) ұстаңыз. Бұлардан аулақ болыңыз:

• Тікелей күн сәулесінен немесе машина панелінің беті сияқты ыстық беттерден
• Конденсация нәтижесінде ток өткізгіштердің коррозияға ұшырауы мүмкін ылғалды жерлерден
• Қысым аккумуляторлардың элементтерін деформациялауы мүмкін тұйық кеңістіктерден

Күндік пайдалану кезінде:

• Жылдам зарядтау кезінде жылу шашылуын жақсарту үшін қалың қапшықтарды алып тастаңыз
• Құрылғыларды тұрақтандырылған машиналар ішінде қалдырмаңыз — ішкі температура бір сағаттан кем уақыт ішінде 70°C (158°F) аса алады
• Ұзақ уақыт бойы экстремалды суық немесе ыстыққа ұшыраған кезде құрылғыны өшіріңіз

Apple компаниясының ішкі ұзақ мерзімділік сынақтары көрсеткендей, 25°C температурада және 50% заряд деңгейінде сақталған аккумуляторлар бір жылдан кейін алғашқы сыйымдылығының шамамен 80%-ын сақтайды — ал 40°C температурада толық зарядталған кезде ол көрсеткіш тек 65% құрайды. Бұл дәлелдерге негізделген протоколдар термалдық кернеуді тікелей азайтады — бұл iPhone-дардағы литий-ионды аккумуляторлардың ерте шығуына әкелетін негізгі себеп.