چرا پاوربانک باد می‌کند؟ خطرات استفاده از پاوربانک ضربه دیده یا قدیمی

علت تورم و ریشه شیمیایی باد کردن باتری پاوربانک

باد کردن باتری پاوربانک یک واکنش فیزیکی به یک اختلال شیمیایی داخلی است که عمدتا در باتری های لیتیوم پلیمری رخ می دهد و نشان دهنده تولید گاز های ناشی از تجزیه الکترولیت است. در حالت عادی، یون های لیتیوم بین قطب مثبت و منفی حرکت می کنند تا جریان الکتریکی تولید شود، اما زمانی که ساختار داخلی باتری به دلیل فرسودگی یا نقص فنی آسیب می بیند، واکنشی به نام گس اوت (Gassing) رخ می دهد. در این فرآیند، محلول الکترولیت داخل باتری شکسته شده و گازهایی مانند دی اکسید کربن و متان تولید می کند که به دلیل محبوس بودن در پوسته آلومینیومی باتری، باعث ایجاد فشار به سمت بیرون و تغییر شکل فیزیکی بدنه پاوربانک می شود. این پدیده نه تنها باعث کاهش شدید ظرفیت ذخیره سازی انرژی می شود، بلکه نشان دهنده این است که لایه های جداکننده داخلی (Separator) ضعیف شده اند و هر لحظه امکان اتصال کوتاه داخلی وجود دارد. تورم باتری در واقع یک مکانیزم دفاعی است که برای جلوگیری از آتش سوزی سریع طراحی شده تا گازها در یک محفظه منعطف جمع شوند، اما استمرار این فشار می تواند منجر به پاره شدن پوسته و خروج ناگهانی مواد مشتعل گردد.

مطالب مرتبط: بهترین پاوربانک ۲۰۰۰۰ میلی آمپر

نقش گرما و نوسانات جریان الکتریسیته در دفرمه شدن سلول‌های انرژی

گرما بزرگترین دشمن پایداری شیمیایی در تجهیزات ذخیره ساز انرژی است و اصلی ترین محرک برای باد کردن باتری پاوربانک محسوب می شود. وقتی پاوربانک در محیط های گرم مانند داخل ماشین یا زیر نور مستقیم خورشید قرار می گیرد، سرعت واکنش های مخرب شیمیایی در آن چندین برابر شده و منجر به تولید گازهای داخلی می گردد. از سوی دیگر، نوسانات جریان ورودی که ناشی از بردهای کنترلی بی کیفیت یا استفاده از منابع تغذیه ناپایدار است، باعث ایجاد گرمای موضعی شدید در نقاط اتصال سلول ها می شود. این حرارت باعث می شود که ساختار پلیمری باتری خاصیت ارتجاعی خود را از دست داده و تحت فشار گازهای تولید شده، تغییر شکل دائمی پیدا کند. پایداری حرارتی باتری ها در دمای بالای ۶۰ درجه سانتی گراد به شدت افت می کند و اگر سیستم قطع کن هوشمند در برد پاوربانک به درستی عمل نکند، افزایش دما به صورت تصاعدی ادامه یافته و منجر به تورم غیرقابل بازگشت سلول ها می شود.

1.     شارژ بیش از حد و نارسایی برد محافظ داخلی

شارژ بیش از حد یا Overcharging زمانی رخ می دهد که برد محافظ پاوربانک (BMS) نتواند پس از رسیدن ولتاژ سلول به حداکثر مجاز، جریان را قطع کند که این امر مستقیماً باعث باد کردن باتری پاوربانک می شود. ورود انرژی مازاد به سلولی که ظرفیت آن تکمیل شده است، باعث پلاتینه شدن لیتیوم روی الکترودها و تجزیه سریع تر الکترولیت می شود که نتیجه آن تولید انبوه گاز در زمان کوتاه است. پاوربانک های ارزان قیمت و غیر استاندارد معمولاً در بخش مدیریت ولتاژ ضعیف هستند و با تکرار این فرآیند در هر بار شارژ، عمر باتری را به سرعت به پایان رسانده و خطر انفجار را افزایش می دهند.

2.     تخلیه عمیق باتری و تاثیر ماندن در شارژ صفر درصد

بسیاری از کاربران تصور می کنند فقط شارژ زیاد خطرناک است، اما ماندن پاوربانک در حالت دشارژ کامل برای مدت طولانی نیز می تواند منجر به باد کردن باتری پاوربانک شود. وقتی ولتاژ سلول به زیر حد ایمن (معمولاً ۲.۵ ولت) سقوط می کند، واکنش های شیمیایی معکوس رخ داده و مس موجود در آند شروع به حل شدن در الکترولیت می کند که در اولین شارژ مجدد، باعث ایجاد اتصال کوتاه و تولید گاز می شود. به همین دلیل است که پاوربانک های قدیمی که ماه ها بدون استفاده در کشو مانده اند، پس از اولین اتصال به شارژر ناگهان باد می کنند و غیرقابل استفاده می شوند.

خطرات پنهان استفاده از پاوربانک ضربه دیده ( از نشت مواد سمی تا انفجار )

ضربه فیزیکی به پاوربانک می تواند باعث جابجایی لایه های بسیار ظریف داخلی و ایجاد سوراخ های میکروسکوپی در جداکننده شود که خطرناکتر از باد کردن باتری پاوربانک به صورت عادی است. زمانی که یک پاوربانک دچار ضربه شدید یا سقوط از ارتفاع می شود، حتی اگر بدنه بیرونی آن سالم به نظر برسد، ممکن است در داخل سلول ها اتصال کوتاه رخ داده باشد که منجر به افزایش دمای ناگهانی و تولید گاز می شود. استفاده از پاوربانک ضربه دیده ریسک نشت مواد شیمیایی خورنده و سمی را به همراه دارد که در صورت تماس با پوست یا استنشاق بخارات آن، آسیب های جدی به سلامتی وارد می کند. همچنین، اگر پوسته باتری در اثر فشار ناشی از ضربه یا تورم سوراخ شود، تماس لیتیوم با اکسیژن هوا منجر به واکنش شدید گرمازا و آتش سوزی غیرقابل مهار می شود که با کپسول های آتش نشانی معمولی نیز به سختی خاموش می گردد.

تفاوت باد کردن جزیی با وضعیت بحرانی باتری

با استفاده از جدول زیر می توانید سطح خطر پاوربانک متورم خود را ارزیابی کرده و اقدام مناسب را انجام دهید:

تاثیر استفاده از کابل و آداپتور غیر استاندارد بر سلامت ساختاری پاوربانک

استفاده از تجهیزات جانبی بی کیفیت یکی از عوامل جانبی اما بسیار موثر در باد کردن باتری پاوربانک است، زیرا این قطعات نمی توانند جریان خروجی صاف و پایداری را فراهم کنند. کابل های غیر استاندارد به دلیل مقاومت بالا باعث داغ شدن پورت ورودی پاوربانک شده و این حرارت مستقیماً به سلول های نزدیک به برد منتقل می شود که در درازمدت باعث دفرمه شدن آن ها می گردد. همچنین آداپتورهای فیک با ارسال نویزهای الکتریکی و ولتاژهای نوسانی، باعث می شوند مدار شارژ پاوربانک به جای شارژ نرمال، به صورت ضربه ای فعالیت کند که این امر استرس فیزیکی زیادی به لایه های شیمیایی باتری وارد می آورد. برای حفظ سلامت پاوربانک، همیشه باید از کابل های دارای شیلدینگ مناسب و آداپتورهای برندهای معتبر که با توان ورودی دستگاه سازگار هستند استفاده کرد تا از تجمع حرارت مخرب جلوگیری شود.

فرمول پایداری حرارتی و آستانه تحمل فشار در پوسته باتری‌های لیتیومی

پایداری یک باتری در برابر تورم را می توان با رابطه تعادل فشار  تحلیل کرد که در آن فشار گازهای داخلی و  تنش تسلیم پوسته است؛ زمانی که فشار ناشی از تجزیه الکترولیت از مقاومت بدنه فراتر رود، باد کردن باتری پاوربانک به وضوح مشاهده می شود. طبق قانون آرنیوس، نرخ واکنش های مخرب با افزایش دما به صورت نمایی زیاد می شود، به طوری که به ازای هر ۱۰ درجه افزایش دما، سرعت تولید گاز در داخل باتری تقریباً دو برابر می گردد. این بدان معناست که یک پاوربانک در دمای ۴۵ درجه سانتی گراد، بسیار سریع تر از دمای ۲۵ درجه به مرحله تورم و گسستگی ساختاری می رسد. مهندسان با استفاده از این فرمول ها، ضخامت دیواره سلول ها را طوری طراحی می کنند که تا فشار مشخصی را تحمل کند، اما فشار ناشی از واکنش های شیمیایی خطاهمیشه فراتر از حد تحمل سازه های پلاستیکی گجت هاست.

طول عمر مفید سلول‌های باتری؛ چه زمانی باید پاوربانک قدیمی را دور انداخت؟

هر پاوربانک دارای یک چرخه عمر مشخص (معمولاً بین ۳۰۰ تا ۵۰۰ سیکل شارژ کامل) است و پس از گذشت ۲ تا ۳ سال از زمان تولید، واکنش های فرسایشی باعث مستعد شدن دستگاه برای باد کردن باتری پاوربانک می شوند. حتی اگر از پاوربانک استفاده نکنید، پدیده خودتخریبی شیمیایی در جریان است و لایه های جداکننده به مرور زمان نازک و شکننده می شوند. استفاده از پاوربانک های قدیمی که بیش از حد داغ می شوند یا شارژ را به سرعت از دست می دهند، ریسک بالایی دارد زیرا مواد شیمیایی داخلی آن ها به پایداری لازم برای تحمل جریان های بالا در شارژ سریع را ندارند. اگر پاوربانک شما بیش از ۳ سال سن دارد و علائمی مانند طولانی شدن زمان شارژ یا تغییر فرم جزیی در بدنه نشان می دهد، وقت آن رسیده است که برای جلوگیری از خطرات احتمالی، آن را بازیافت کرده و یک دستگاه جدید تهیه کنید.

·        نشانه های شیمیایی اکسیداسیون در باتری های با قدمت بالای ۳ سال

در باتری های قدیمی، ذرات فلزی ناشی از اکسیداسیون الکترودها در الکترولیت معلق می شوند که مانند خارهای ریزی به نام دندریت عمل کرده و به جداکننده آسیب می زنند که این عامل اصلی باد کردن باتری پاوربانک در دستگاه های کهنه است. این دندریت ها باعث ایجاد اتصال کوتاه های کوچک می شوند که شاید در ابتدا باعث آتش سوزی نشوند، اما گرمای تولیدی آن ها گازهای سمی را آزاد کرده و باعث پف کردن تدریجی پوسته باتری می شود.

اقدامات ایمنی فوری پس از مشاهده باد کردن باتری پاوربانک

به محض مشاهده اولین نشانه های باد کردن باتری پاوربانک، باید بلافاصله آن را از شارژر جدا کرده و هرگونه دستگاه متصل به آن را قطع نمایید. هرگز سعی نکنید با فشار دادن بدنه، تورم را به حالت اول برگردانید یا بدتر از آن، اقدام به سوراخ کردن پوسته باتری برای خارج کردن گاز کنید، زیرا این کار باعث ورود اکسیژن و انفجار آنی می شود. پاوربانک متورم را در یک ظرف فلزی درباز یا یک کیسه ضد حریق قرار داده و آن را به محلی دور از مواد سوختنی مانند فرش، پرده و مبلمان منتقل کنید. بهترین مکان برای نگهداری موقت این قطعات آسیب دیده، فضاهای باز با تهویه مناسب است تا در صورت خروج گازهای سمی، غلظت آن در محیط بسته خانه بالا نرود. در نهایت، در اولین فرصت دستگاه را به مراکز مجاز بازیافت پسماندهای الکترونیک تحویل دهید و از انداختن آن در سطل زباله معمولی به شدت پرهیز کنید.

روش های صحیح نگهداری برای جلوگیری از تغییر شکل فیزیکی گجت های شارژ

برای پیشگیری از باد کردن باتری پاوربانک، رعایت چند نکته ساده در نگهداری می تواند عمر دستگاه شما را دو برابر کند و امنیت شما را تضمین نماید. همیشه سعی کنید سطح شارژ پاوربانک را بین ۲۰ تا ۸۰ درصد نگه دارید و از تخلیه کامل یا شارژ طولانی مدت (مانند وصل ماندن به برق از شب تا صبح) خودداری کنید. پاوربانک را در محیط های خشک و خنک نگهداری کنید و از قرار دادن آن در کیف های فشرده که اجازه جابجایی هوا را نمی دهند در هنگام استفاده پرهیز نمایید. همچنین، هر چند ماه یکبار پورت های ورودی و خروجی را از نظر وجود گرد و غبار بررسی کنید، زیرا جرم گرفتن پورت ها باعث افزایش مقاومت و تولید گرمای اضافی می شود. استفاده از کاورهای محافظ استاندارد نیز می تواند تا حد زیادی ضربات فیزیکی روزمره را جذب کرده و از آسیب به سلول های حساس داخلی جلوگیری کند.

سوالات متداول

آیا پاوربانکی که کمی باد کرده را می توان همچنان استفاده کرد؟

خیر، استفاده از پاوربانک حتی با کمترین میزان تورم بسیار خطرناک است زیرا باد کردن باتری پاوربانک نشان دهنده تخریب ساختار شیمیایی داخلی است. در این وضعیت، لایه های حفاظتی نازک شده اند و هر لحظه ممکن است در اثر یک تکان ساده یا افزایش دمای ناچیز، اتصال کوتاه داخلی رخ داده و منجر به آتش سوزی شود. امنیت جانی شما و سلامت گوشی موبایلتان بسیار ارزشمندتر از هزینه خرید یک پاوربانک جدید است، بنابراین بلافاصله استفاده از آن را متوقف کنید.

چرا پاوربانک در حین شارژ شدن بیشتر از زمان شارژ کردن گوشی باد می کند؟

هنگام شارژ شدن، مدار داخلی پاوربانک باید ولتاژ برق شهر را به ولتاژ مناسب باتری تبدیل کند که این فرآیند راندمان ۱۰۰ درصدی ندارد و بخشی از انرژی به صورت گرما تلف می شود. اگر در این مرحله باتری دچار ضعف شیمیایی باشد، این گرمای اضافی باعث تحریک سریع تر الکترولیت و باد کردن باتری پاوربانک می شود. همچنین در زمان شارژ شدن، نرخ ورود جریان معمولاً بالاتر از نرخ خروجی است که استرس گرمایی بیشتری به سلول ها وارد می کند، به خصوص اگر از شارژرهای فست شارژ غیر استاندارد استفاده شود.

آیا گارانتی شامل باد کردن باتری پاوربانک می شود؟

این موضوع بستگی به سیاست های شرکت گارانتی کننده دارد، اما به طور معمول تورم باتری در سال اول استفاده به عنوان نقص فنی در تولید شناخته شده و شامل تعویض می شود. با این حال، اگر شرکت تشخیص دهد که باد کردن ناشی از ضربه فیزیکی، آب خوردگی یا استفاده از شارژر غیر استاندارد بوده است، ممکن است از ارائه خدمات رایگان خودداری کند. همیشه فاکتور خرید و کارت گارانتی معتبر را حفظ کنید تا در صورت بروز چنین مشکلاتی، بتوانید از حق خود دفاع کنید.

چگونه پاوربانک باد کرده را به صورت ایمن دور بیندازیم؟

پاوربانک متورم به هیچ عنوان نباید در سطل زباله خانگی یا سطل های بازیافت پلاستیک انداخته شود، زیرا ماشین های پرس زباله باعث سوراخ شدن آن و شروع آتش سوزی در کامیون های حمل زباله می شوند. شما باید دستگاه را به غرفه های بازیافت شهرداری یا فروشگاه های معتبر تجهیزات الکترونیکی که سطل مخصوص باتری دارند تحویل دهید. پیش از تحویل، می توانید ترمینال ها و پورت های آن را با چسب برق بپوشانید تا از اتصال کوتاه احتمالی در حین جابجایی جلوگیری شود.

جمع بندی

درک علت باد کردن باتری پاوربانک به ما کمک می کند تا علاوه بر حفظ ایمنی فردی، نسبت به محیط زیست نیز مسئولانه تر عمل کنیم. باتری های لیتیومی حاوی فلزات سنگین و مواد شیمیایی هستند که در صورت دفع نادرست، می توانند باعث آلودگی شدید خاک و منابع آب زیرزمینی شوند. تورم باتری یک زنگ خطر نهایی است که به ما می گوید عمر مفید گجت به پایان رسیده و هرگونه تلاش برای استفاده مجدد از آن بازی با آتش است. با رعایت اصول صحیح شارژ، دوری از حرارت و انتخاب برندهای معتبر از فروشگاه های تخصصی مانند گجت تاپ، می توانید از بروز این پدیده جلوگیری کنید. در نهایت، فرهنگ سازی برای دفع صحیح پسماندهای الکترونیک، گامی بلند در جهت حفظ سلامت کره زمین و جلوگیری از حوادث ناگواری است که روزانه به دلیل بی توجهی به وضعیت باتری ها رخ می دهد.