Γιατί παίρνουν φωτιά οι μπαταρίες;

Ο μεγάλος ντόρος είχε γίνει προς το τέλος του περασμένου καλοκαιριού με το Samsung Galaxy Note 7 και, λίγο νωρίτερα, με τα «hoverboard», τα high tech «ηλεκτρικά πατίνια ισορροπίας». Την προηγούμενη εβδομάδα το… φλέγον ζήτημα επανήλθε στο προσκήνιο όταν τα ακουστικά που φορούσε μια ανυποψίαστη επιβάτις σε αεροπλάνο από το Πεκίνο προς τη Μελβούρνη τυλίχτηκαν ξαφνικά στις φλόγες. Τι γίνεται και οι μπαταρίες ιόντων λιθίου παίρνουν φωτιά; Βεβαίως μπορεί κάποιος να πει ότι οι μπαταρίες ισχύος είναι, εκ φύσεως, εν δυνάμει «εκρηκτικές» –ακριβώς για τον λόγο αυτόν άλλωστε σχεδιάζονται προσεκτικά με στόχο την αποφυγή προβλημάτων βραχυκυκλώματος. Οι αναλυτές ωστόσο «δείχνουν» ως ένοχο για τα τελευταία αυτά περιστατικά και τις επίμονες απαιτήσεις της αγοράς, που τις θέλει όλο και πιο λεπτές και όλο και πιο ισχυρές. Αυτές, λένε, «στριμώχνουν» την υπό εξέλιξη τεχνολογία κάνοντας μερικές φορές εμφανείς τις επιπτώσεις τους στη μείωση του επιπέδου ασφαλείας για τον χρήστη των φορητών συσκευών, δηλαδή για όλους εμάς.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου εμφανίστηκαν πριν από περίπου 25 χρόνια και εξελίσσονται διαρκώς, χρόνο με τον χρόνο, αν όχι μήνα με τον μήνα, στην κούρσα των εταιρειών για καλύτερη απόδοση και μεγαλύτερη ισχύ. Οπως όλες οι μπαταρίες, αποτελούνται από τρία βασικά μέρη: τον θετικό πόλο (ή κάθοδο), τον αρνητικό πόλο (ή άνοδο) και τον ηλεκτρολύτη (αγωγή ιόντων λιθίου στη συγκεκριμένη περίπτωση). Οι δύο πόλοι (+,- ηλεκτρόδια) χωρίζονται από ένα διαχωριστικό, το οποίο εμποδίζει τα δύο ηλεκτρόδια να έρθουν σε άμεση ηλεκτρική επαφή, δηλαδή να προκαλέσουν βραχυκύκλωμα. Το πρώτο «κλειδί» για την ομαλή (και ασφαλή) λειτουργία βρίσκεται ακριβώς σε αυτό το «μαγικό» διαχωριστικό: όσο πιο «παχύ» και αδιαπέραστο είναι, τόσο καλύτερα «θωρακίζει» την μπαταρία. «Το πάχος και η ποιότητα του διαχωριστικού έχουν μεγάλη σημασία για την ασφάλεια» λέει στο «Βήμα» ο Ιωάννης Σαμαράς, επίκουρος καθηγητής στο Τμήμα Φυσικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ), ο οποίος ερευνά τις μπαταρίες λιθίου. «Δεν θα πρέπει να είναι μικρότερο από μια ορισμένη κρίσιμη τιμή, η οποία εξαρτάται από τον τύπο της κάθε μπαταρίας».

Οπως είναι ευνόητο, όσο πιο λεπτή και ισχυρή είναι μια μπαταρία τόσο πιο λεπτό είναι και το διαχωριστικό της, το οποίο κατασκευάζεται συνήθως από πολυπροπυλένιο και είναι επίσης πορώδες –«σουρωτήρι» για τα νανοσωματίδια, όπως λέει ο ερευνητής. Αυτή η «λέπτυνση» το καθιστά περισσότερο ευαίσθητο και επιρρεπές σε φθορές και διαρροές, οι οποίες δεν είναι απαραίτητο να είναι μεγάλες: ακόμη και νανοσωματίδια που ενδέχεται να ξεφύγουν με τη χρήση και τη φθορά από τα υλικά της καθόδου, αν «περάσουν» στην άλλη πλευρά μπορούν να προκαλέσουν εσωτερικό βραχυκύκλωμα.

Ενα βραχυκύκλωμα από νανοσωματίδια είναι πιο επικίνδυνο στις μπαταρίες ιόντων λιθίου από ό,τι σε άλλες εξαιτίας του ηλεκτρολύτη τους. Αυτός είναι εύφλεκτος (με τον τρόπο που είναι εύφλεκτο το πετρέλαιο, αλλά όχι η βενζίνη) και μπορεί να αναφλεγεί αν θερμανθεί πολύ, ενώ η ανάφλεξη αυτή εντείνεται περισσότερο αν έρθει σε επαφή με το οξυγόνο και την υγρασία. «Ο ηλεκτρολύτης είναι ένα άλας του λιθίου το οποίο επιτρέπει στο λίθιο να βρίσκεται σε ιοντική κατάσταση» εξηγεί ο κ. Σαμαράς. «Είναι κάτι ανάλογο δηλαδή με το νάτριο μέσα στο θαλασσινό νερό, το χλωριούχο νάτριο, το οποίο είναι ένας ηλεκτρολύτης γνωστός για τη βιολογική του δράση, εκεί βασίζονται τα περισσότερα ηλεκτροχημικά σήματα των βιολογικών συστημάτων των έμβιων οργανισμών».

Οπως αναφέρει ο καθηγητής, η αντίδραση που γίνεται στον ηλεκτρολύτη όταν τύχει να προκληθεί ένα είδος εσωτερικού βραχυκυκλώματος είναι σχετικά βίαιη και παράγει αέρια. Αυτό ωστόσο είναι κάτι που προβλέπεται από τους περισσότερους κατασκευαστές, οι οποίοι φροντίζουν να εξασφαλίζουν έναν βαθμό διαφυγής (εκτόνωσης) αυτών των αερίων. Αν όμως η πρόβλεψη δεν έχει γίνει σωστά ή αν λόγω υπερθέρμανσης προκληθούν περισσότερα αέρια μπορεί να δημιουργηθούν εκρηκτικά προβλήματα. «Είναι σαν τις χύτρες ταχύτητας» λέει χαρακτηριστικά. «Οπως οι χύτρες, έτσι και οι μπαταρίες, αν ο ρυθμός διαφυγής των αερίων δεν είναι αρκετά ικανοποιητικός, τότε θα «εκραγούν». Αλλά μια απομακρυσμένη μπαταρία δεν θα προκαλέσει μεγάλη καταστροφή. Μόνον αν είναι σε επαφή με τον χρήστη ή σε απόσταση μικρότερη από περίπου μισό μέτρο υπάρχει κίνδυνος τραυματισμού». Η συσκευή βέβαια κατά πάσα πιθανότητα θα καταστραφεί.

Παράλληλα με τη σμίκρυνση του μεγέθους τους και την ταυτόχρονη αύξηση της ισχύος τους ένας άλλος παράγοντας που οι ειδικοί θεωρούν ότι καθιστά τις μπαταρίες ιόντων λιθίου πιο ευαίσθητες και επιρρεπείς σε φθορές –άρα και αναφλέξεις –είναι η «πίεσή» τους μέσα στις όλο και πιο λεπτές συσκευές. Επίσης σημαντικό ρόλο (σε συνδυασμό με όλα τα παραπάνω) παίζει και η συμπεριφορά του χρήστη: αν το κινητό ή η ταμπλέτα σας πέφτουν συχνά, αν μιλάτε ή σερφάρετε συνεχόμενα για πολλή ώρα, αν τα αφήνετε στον ήλιο ή στο αυτοκίνητο με τον καύσωνα, δεν θα μειωθεί μόνο η διάρκεια ζωής της μπαταρίας τους αλλά και η ασφάλειά της. «Η μηχανική καταπόνηση από ένα πέσιμο αρχίζει να δημιουργεί αιτίες αθροιστικής κατάρρευσης και της μπαταρίας εκτός των ηλεκτρονικών, ένα είδος «μνήμης ηλεκτρομηχανικής κατάρρευσης»» επισημαίνει ο κ. Σαμαράς. Η μία και μοναδική πτώση δεν θα πρέπει να σας ανησυχήσει ιδιαίτερα, αν αυτό όμως σας συμβαίνει πολύ συχνά, καλό είναι να έχετε τον νου σας. «Και φυσικά όταν λέμε πτώση, εννοούμε ένα λογικό ύψος, από το ύψος του χεριού περίπου. Αν πέσει από μεγαλύτερο ύψος η ζημιά για τη μπαταρία θα είναι μεγαλύτερη και αν πέσει μέσα στον… καφέ ή στο νερό, ακόμη πιο μεγάλη».

Εκτός από το «νερό», ένας άλλος μεγάλος εχθρός των μπαταριών ιόντων λιθίου είναι ο ήλιος και η ζέστη. «Η θερμότητα του ήλιου είναι αυτή που δημιουργεί πρόβλημα στην μπαταρία. Οι υπεριώδεις ακτίνες δεν φθάνουν ως εκεί, όμως ενδέχεται να την επηρεάσουν προκαλώντας τη γήρανσή της αν επιβαρύνουν το περίβλημα της συσκευής, που είναι συνήθως από πλαστικό» λέει ο καθηγητής. «Η βασική καταπόνηση πάντως είναι από τη θέρμανση της μπαταρίας, της οποίας η θερμοκρασία δεν θα πρέπει να ξεπερνάει τους 50 βαθμούς Κελσίου για μία ώρα και πάνω». Μια μπαταρία βεβαίως δεν ζεσταίνεται μόνο με την έκθεση στον ήλιο και τη ζέστη. Ισα-ίσα, αυτός είναι ένας μικρός παράγοντας σε σχέση με την παρατεταμένη χρήση της συσκευής, η οποία ανεβάζει το «εσωτερικό» θερμόμετρο της μπαταρίας και μπορεί να το κρατήσει ψηλά για πολλές ώρες. Μια ακόμη πιθανή αιτία φθοράς ενδέχεται να αποτελέσουν ο φορτιστής και το καλώδιο φόρτισης, αν δεν είναι από τον κατασκευαστή ή από αξιόπιστους άλλους κατασκευαστές.

Πώς μπορεί κάποιος να ξέρει αν μια μπαταρία έχει αρχίσει να «χάνει» από την άποψη της ασφάλειας; «Υπάρχει η τεχνολογική δυνατότητα για να γίνεται ένας τέτοιος έλεγχος, και μάλιστα δεν θα κοστίζει πολύ ακριβά. Ως τώρα ωστόσο δεν έχουν γίνει έρευνες –εκτός από εσωτερικές, των κατασκευαστών –γιατί δεν έχουν προσελκύσει αρκετά το ενδιαφέρον, ώστε να υποστηριχθούν και να χρηματοδοτηθούν» απαντά ο κ. Σαμαράς. Ελλείψει της δυνατότητας ελέγχου, δεν έχουμε λοιπόν άλλη επιλογή από το να ακολουθήσουμε τις γενικές οδηγίες. «Αν σε ένα κινητό τηλέφωνο ο χρόνος χρήσης μαζί με την ομιλία και την αναμονή αρχίζει να μειώνεται δραματικά, δηλαδή θα έλεγα αν είναι στο λιγότερο από ένα δέκατο της αρχικής πρώτης ή δεύτερης χρήσης, τότε θα πρέπει κάποιος να σκέφτεται μια άμεση αλλαγή της μπαταρίας» λέει ο καθηγητής. «Επίσης, αν έχουν περάσει πάνω από τρία – τέσσερα χρόνια χρήσης. Ετσι κι αλλιώς, ακόμη και στην αποθήκευση –δηλαδή πριν από την αγορά –αυτό είναι ένα χρονικό διάστημα, που «δείχνει» προς την αντικατάσταση της μπαταρίας, η οποία επιβάλλεται, αν η συνολική ηλικία της είναι μεγαλύτερη των έξι ετών. Ακόμη και αν φαίνεται ότι έχει ισχύ, η γήρανση των υλικών έχει ήδη γίνει, εσωτερικά».

Επτά συμβουλές για την ασφάλεια

1
Αποφύγετε να μιλάτε ή να σερφάρετε συνεχώς για πολλή ώρα: η θερμοκρασία της μπαταρίας δεν θα πρέπει να ξεπερνά τους 50 βαθμούς για περισσότερο από μία ώρα

2
Μην εκθέτετε το κινητό ή την ταμπλέτα στον ήλιο και στη ζέστη για πολλή ώρα: προκαλούν την «εσωτερική γήρανση» της μπαταρίας

3
Το νερό και η υγρασία επιβαρύνουν και την μπαταρία

4
Αν η συσκευή πέφτει πολύ συχνά, έστω και από το «λογικό» ύψος του χεριού, έχετε τον νου σας

5
Προτιμήστε φορτιστές και καλώδια φόρτισης του κατασκευαστή της συσκευής ή άλλων αξιόπιστων κατασκευαστών

6
Αν η διάρκεια της μπαταρίας μειωθεί στο 10% σε σχέση με την αρχική χρήση, σκεφθείτε την αλλαγή της

7
Αν η ηλικία της μπαταρίας ξεπερνά τα 3-4 χρόνια, ακόμη και αν η ισχύς της δεν φαίνεται να έχει μειωθεί, είναι εσωτερικά «γηρασμένη» και πρέπει να αντικατασταθεί