Полное руководство по безопасности литиевых аккумуляторов в устройствах iPhone

Как работают литий-ионные аккумуляторы в iPhone — и почему возникают сбои в обеспечении безопасности

Что такое тепловой разгон: цепная реакция, лежащая в основе возгораний литиевых батарей iPhone

Литий-ионные аккумуляторы, используемые в iPhone, работают за счёт перемещения ионов лития туда и обратно между двумя электродами — катодом и анодом — во время зарядки и разрядки. Главное преимущество этих аккумуляторов для наших устройств заключается в их способности обеспечивать высокую энергоёмкость при компактных габаритах; однако именно эта особенность порождает серьёзные проблемы безопасности. Когда внутри аккумулятора возникает аварийная ситуация, чаще всего это связано с так называемым тепловым разгоном. Он наступает при превышении температуры аккумулятора примерно 80 °C (с небольшой погрешностью). Как только этот порог превышен, внутренний защитный слой начинает разрушаться, что приводит к опасным коротким замыканиям. Такие замыкания запускают химические реакции, одновременно выделяющие тепло, кислород и воспламеняющиеся газы. Температура может резко подскочить выше 400 °C всего за несколько секунд, что иногда вызывает возгорание или даже взрыв. Большинство инцидентов происходят из-за падения или механического повреждения устройства, использования дешёвых неоригинальных зарядных устройств либо оставления смартфонов в чрезвычайно жарких местах — например, в автомобилях в солнечные дни.

Реальные случаи: подтвержденные инциденты с литиевыми аккумуляторами iPhone и закономерности их первопричин

Анализ реальных случаев показывает, что существуют чёткие закономерности, которые мы могли бы предотвратить. Только в прошлом году около двух третей всех возгораний аккумуляторов iPhone произошли из-за повреждения внутренних элементов. Чаще всего это было вызвано падением смартфонов, естественным износом со временем или использованием дешёвых сторонних зарядных устройств, не соответствующих техническим требованиям. Как отмечают Комиссия по безопасности потребительских товаров (CPSC) США, так и различные документы по авиационной безопасности, при химическом разложении внутри аккумулятора начинается выделение газа и его расширение, что обычно приводит к опасным случаям перегрева, известным как тепловый разгон. Однако, честно говоря, многие люди просто игнорируют признаки того, что их смартфон становится опасно горячим или работает вяло, пока уже не слишком поздно.

Авиакомпании зафиксировали 62 инцидента с литиевыми батареями только в первом квартале 2024 года, причём на смартфоны пришлось 38 % — это подчёркивает важность использования сертифицированных аксессуаров и проактивного мониторинга состояния батарей для обеспечения безопасности литиевых аккумуляторов iPhone.

Распознавание ранних предупреждающих признаков выхода из строя литиевой батареи iPhone

Видимые и осязаемые тревожные сигналы: вздутие, изменение цвета, запах и протечка

Физические изменения являются наиболее надёжными индикаторами деградации батареи. Следите за следующими признаками:

• Отек вздутие: вздувшаяся батарея деформирует корпус телефона — часто отрывая экран или искривляя корпус — вследствие накопления газа при разложении электролита. Это однозначный признак необратимого химического разрушения.
• Изменение цвета изменение цвета: коричневые или ржаво-коричневые пятна на поверхности батареи указывают на коррозию и разрушение электродных материалов — типичные предвестники термического разгона.
• Запах запах: резкий, напоминающий растворитель запах (аналогичный запаху жидкости для снятия лака) свидетельствует об утечке электролита — чрезвычайно летучего и легко воспламеняющегося вещества, которое может загораться при контакте с воздухом.
• Утечка видимая влага или остатки вблизи разъемов, швов или под дисплеем подтверждают нарушение целостности корпуса. Контакт электролита с электронными компонентами немедленно создает риск короткого замыкания.

Любое из этих проявлений требует немедленного изолирования устройства. Продолжение его использования чревато возгоранием или выделением токсичных газов, включая фтористый водород и оксид углерода.

Прогрессирующие опасности: необычное повышение температуры, вздутие, дым или внезапная потеря питания

По мере прогрессирования деградации симптомы становятся более выраженными и опасными:

• Необычное повышение температуры : Постоянное ощущение тепла при слабой нагрузке или во время зарядки свидетельствует о росте внутреннего сопротивления. Температуры выше 38 °C (100 °F) ускоряют деградацию элементов и нарушают стабильность интерфазного слоя SEI.
• Выпуклость : Постепенное вздутие оказывает механическое напряжение на конструкционные компоненты. Отслоение экрана или расхождение частей корпуса сигнализируют о скором разрушении корпуса — и потенциальном выбросе раскалённых частиц.
• Дым : Любое видимое дымообразование подтверждает начало термического разгона. Немедленно отключите устройство от питания и поместите его на негорючую поверхность вдали от легковоспламеняющихся материалов.
• Неожиданная потеря питания неожиданные отключения при уровне заряда 20–50 % указывают на коллапс напряжения — характерный признак старения элементов, приводящий к потере способности выдерживать нагрузку и неспособности безопасно регулировать разряд.

Эти риски быстро нарастают. При первых признаках дыма или сильного вздутия прекратите использование устройства и организуйте профессиональную утилизацию через компанию Apple или авторизованный центр по переработке электронных отходов.

Безопасные привычки зарядки для защиты литиевой батареи iPhone

Правильные практики зарядки действительно важны для обеспечения безопасности аккумуляторов и продления их срока службы. Главная проблема литий-ионных аккумуляторов — это перегрев. Если температура превысит нормальную комнатную всего на 10 градусов, по данным недавнего исследования CNET, скорость химического разложения может возрасти примерно на 15 процентов. У Apple есть функция под названием «Оптимизированная зарядка аккумулятора», которая фактически приостанавливает зарядку на уровне 80 % до тех пор, пока устройство не потребует дополнительной энергии в дальнейшем. Но будем честны: все эти умные функции мало помогут, если мы сами не будем правильно заряжать свои устройства. Не кладите смартфоны под одеяла, не оставляйте их на прямом солнце, где они перегреваются, и не помещайте их в толстые термоизолированные чехлы, в которых тепло не может рассеиваться. Простые меры подобного рода кардинально влияют на то, как долго аккумуляторы прослужат до необходимости замены.

Использование аксессуаров, сертифицированных по программе MFi, и оригинальных зарядных устройств для надёжной Литиевая батарея для iphone Производительность

Зарядные устройства Apple, сертифицированные по программе MFi, проходят тщательное тестирование самой компанией Apple. Проверяются все аспекты — от точности регулирования напряжения до корректной работы датчиков температуры и наличия встроенной защиты от короткого замыкания. Многие зарядные устройства сторонних производителей просто не включают эти важные функции безопасности. Датчики температуры в реальном времени? Точное управление током? Эти элементы зачастую отсутствуют в некачественных, несертифицированных продуктах. В результате ток подаётся неравномерно, что приводит к чрезмерному нагреву внутри устройств. Со временем это может вызвать так называемый рост дендритов в аккумуляторных ячейках, и всем известно, к чему это в конечном итоге приводит — к преждевременному выходу наших смартфонов из строя.

Почему зарядные устройства сторонних производителей и восстановленные аккумуляторы повышают риск возгорания и отказа

Использованные аккумуляторы, особенно те, которые поступают не напрямую от официальных поставщиков Apple, зачастую не комплектуются важными компонентами, такими как надлежащие разделительные элементы между ячейками, термозащитные предохранители и точные системы контроля заряда. Поддельные зарядные устройства нередко изготавливаются из материалов, легко воспламеняющихся при нагреве, или оснащаются проводами, слишком тонкими для безопасной передачи высокой мощности во время быстрой зарядки. Согласно исследованию, проведённому Комиссией по безопасности потребительских товаров (CPSC) в 2023 году, почти восемь из десяти сообщений о проблемах с зарядкой iPhone были связаны с использованием некертифицированных аксессуаров. Как правило, эти проблемы проявлялись в виде резкого превышения напряжения сверх безопасных значений — порой скачки достигали более чем на двадцать процентов выше допустимых пределов. В сочетании со старыми или бывшими в употреблении аккумуляторными ячейками это создаёт чрезвычайно опасную ситуацию, поскольку значительно возрастает риск перегрева и возникновения пожара. Поэтому, если для вас важна безопасность, следует избегать:

• Зарядных устройств без сертификации USB-IF или маркировки MFi
• Заменители аккумуляторов без интеграции фирменной системы терморегулирования Apple
• Любые аксессуары, которые чрезмерно нагреваются, искрят или вызывают повторяющиеся предупреждения «Аксессуар не поддерживается»

Управление окружающей средой: рекомендации по температуре, хранению и эксплуатации

Литий-ионные аккумуляторы работают оптимально при поддержании определённого температурного диапазона. Компания Apple рекомендует эксплуатировать устройства при температуре от 0 до 35 °C (от 32 до 95 °F). При длительном пребывании за пределами этого оптимального диапазона деградация аккумулятора ускоряется. При сильном перегреве свыше 35 °C ёмкость аккумулятора снижается примерно на 20 % ежегодно. Холодная погода ниже точки замерзания вызывает другую проблему: внутреннее сопротивление резко возрастает, из-за чего устройство может внезапно выключиться, даже если в аккумуляторе ещё остаётся заряд. Именно поэтому пользователи нередко сталкиваются с полным разрядом смартфонов зимой, несмотря на отображение достаточного уровня заряда.

Для долгосрочного хранения поддерживайте заряд аккумуляторов на уровне ~50 % при прохладной (15–22 °C) и сухой (влажность < 50 %) температуре. Избегайте:

• Прямого солнечного света или горячих поверхностей, например, приборных панелей автомобилей
• Влажных мест, где конденсат может вызвать коррозию контактов
• Замкнутых пространств, где давление может деформировать элементы

В повседневном использовании:

• Снимайте толстые чехлы во время быстрой зарядки для улучшения теплоотвода
• Никогда не оставляйте устройства в припаркованных автомобилях — температура внутри салона может превысить 70 °C (158 °F) менее чем за час
• Выключайте устройство при длительном воздействии экстремально низких или высоких температур

Внутренние испытания Apple на долговечность показывают, что аккумуляторы, хранившиеся при 25 °C и заряде 50 %, сохраняют около 80 % исходной ёмкости спустя один год — по сравнению с лишь 65 % при хранении в полностью заряженном состоянии при 40 °C. Эти основанные на данных протоколы напрямую снижают тепловую нагрузку — главный фактор преждевременного выхода из строя литий-ионных аккумуляторов в iPhone.