Warum kommt es gelegentlich zu explodierenden Handys?
In regelmäßigen Abständen tauchen Berichte über explodierende Mobiltelefone auf, die die Nachrichten beherrschen. Obwohl diese Vorfälle sehr selten sind, werfen sie Fragen auf. Warum kommt es zu solchen Explosionen, und wie kann man sicherstellen, dass das eigene Handy nicht betroffen ist?
Thermisches Durchgehen als Ursache
Wenn ein Lithium-Ionen-Akku explodiert oder Feuer fängt, geschieht dies in einem Prozess, der als thermisches Durchgehen bezeichnet wird. Dieser Vorgang ist komplex, daher versuchen wir, ihn einfach und verständlich zu erklären, ohne zu sehr ins Detail zu gehen.
Lithium-Ionen-Akkus bestehen aus vielen einzelnen Lithium-Ionen-Zellen. Jede dieser Zellen hat eine bestimmte kritische Temperatur, vergleichbar mit einem Siedepunkt. Wenn diese kritische Temperatur erreicht wird – sei es durch äußere Hitze, Überladung, Beschädigung oder Produktionsfehler –, kommt es zu einem exothermen Zusammenbruch. Das bedeutet, dass die Zelle selbst beginnt, Wärme freizusetzen.
Dies initiiert das thermische Durchgehen, eine Art positive Rückkopplungsschleife. Sobald eine Zelle Wärme abgibt, erhitzen sich die Nachbarzellen ebenfalls, bis sie ihre kritische Temperatur erreichen. Je nachdem, wie schnell dies geschieht, kann die Batterie leicht brutzeln, Feuer fangen oder sogar eine kleine Explosion verursachen.
Mit diesem Verständnis wird klar, wie und warum Handys (und andere Geräte mit Lithium-Ionen-Akkus) explodieren können.
Wichtig ist: Sollte Ihr Handy einen aufgeblähten Akku haben, ist schnelles Handeln geboten.
Vermeiden Sie Hitzeeinwirkung
Autobatterien funktionieren am besten, wenn sie eine gewisse Wärme haben, etwa 27 Grad Celsius. Zu viel Hitze kann jedoch sowohl die Batterie als auch andere Fahrzeugteile beschädigen. Dies gilt auch für Handy-Akkus.
Wenn ein Lithium-Ionen-Akku hohen Temperaturen ausgesetzt wird (sei es im Freien oder im Auto), können die Zellen instabil werden. Dies muss nicht sofort zu einem Zusammenbruch führen, kann aber zu Kurzschlüssen, Beschädigungen oder zur Bildung von Gasen wie Sauerstoff und Kohlendioxid führen. Diese Gase können dazu führen, dass sich der Akku wie ein Ballon aufbläht, wodurch Druck aufgebaut oder die Struktur der Batterie beeinträchtigt wird.
Dieser Prozess wird beschleunigt, wenn ein Lithium-Ionen-Akku bei hohen Außentemperaturen geladen wird. Die meisten Handys unterbrechen daher den Ladevorgang oder schalten sich ab, wenn sie zu heiß werden.
Es ist unwahrscheinlich, dass Ihr Handy nach einem Tag im heißen Auto explodiert. Obwohl Kurzschlüsse und Druckaufbau zu einem thermischen Durchgehen führen können, führen diese langsamen Schädigungen meist dazu, dass die Batterie defekt geht, bevor es zu einer Explosion kommt. Zudem sind in Handys und Akkus Sicherheitsmechanismen verbaut, die verhindern sollen, dass solche Probleme außer Kontrolle geraten. Meistens führen diese Mechanismen jedoch zum Defekt des Geräts.
Verwenden Sie zuverlässige Ladegeräte
Grundsätzlich funktioniert jedes Ladegerät mit jedem Gerät. Ein altes Micro-USB-Kabel kann mit neueren Handys genutzt werden, und ein modernes Schnellladegerät mit älteren. Es ist aber ratsam, Ladegeräte von bekannten Herstellern oder vom Handyhersteller zertifizierte Geräte zu verwenden.
Billige oder nicht zertifizierte Ladegeräte (vor allem minderwertige kabellose) können übermäßig Hitze erzeugen und den Akku schädigen. Oft geschieht dies langsam und führt zu „Blasen“ oder Kurzschlüssen im Akku. Wie bereits erwähnt, führt diese Art von Schaden meist zu einem Defekt des Geräts, bevor es zur Explosion kommt.
Keine Sorge, ein billiges Ladegerät wird Ihr Handy nicht „überladen“. Handys besitzen Spannungsbegrenzer, die dies verhindern.
Die Auswahl des passenden Ladegeräts ist einfach: Kaufen Sie es direkt vom Hersteller, lesen Sie Bewertungen online oder suchen Sie im Internet nach „beste Ladegeräte“ für Ihr Handy. Bei Apple-Geräten sollten Sie auf MFi-zertifizierte Ladegeräte achten, und bei kabellosen Ladegeräten auf Qi-Zertifizierung.
Vermeiden Sie Beschädigungen
Wird ein Lithium-Ionen-Akku beschädigt, kann dies zu Kurzschlüssen, Gasbildung oder Feuer führen. Dies ist jedoch kein häufiges Problem, es sei denn, Sie zerlegen Ihr Handy absichtlich. Meistens gehen beim Herunterfallen des Handys zuerst das Display oder andere Komponenten kaputt, bevor der Akku Schaden nimmt.
Der Grund dafür: Lithium-Ionen-Batterien bestehen aus einer dünnen Lithium- und einer dünnen Sauerstoffschicht, die durch eine Elektrolytlösung getrennt sind. Wenn diese Lösung beschädigt wird, reagieren die Lithium- und Sauerstoffschichten miteinander, was zu einem exothermen Zusammenbruch und dem thermischen Durchgehen führt.
Dies kann auch beim Akkuwechsel passieren. Das Durchstechen oder Biegen eines Akkus kann zu Fehlern führen, und eine falsche Handhabung kann zu Bränden führen. Ein Beispiel ist der Fall einer Frau, deren iPhone nach einem Akkuwechsel in einer inoffiziellen Werkstatt Feuer fing. Auch Apple-Stores hatten schon mit Bränden zu kämpfen beim Akkutausch.
Zusatzinfo: Vermeiden Sie es, Batterien unnötig zu durchstechen. Auch wenn es nicht direkt zu einem Feuer kommt, werden dabei giftige Gase freigesetzt.
Die Rolle der Produktion
Überhitzung und Überladung klingen zwar gefährlich, sind aber selten die Ursache für Brände oder Explosionen. Langsame mechanische Schäden führen meist zu einem Defekt der Batterie, bevor sie thermisch durchgehen kann. Zudem verhindern Sicherheitsmechanismen ein unkontrolliertes Eskalieren.
Das Schicksal eines Handys wird oft schon bei der Produktion entschieden. Wenn ein Handy explodieren soll, kann man meistens nicht viel dagegen tun.
Lithium ist ein sehr instabiles Metall. Diese Instabilität ist gut für die Stromspeicherung, kann aber gefährlich werden, wenn es unsachgemäß mit anderen Metallen vermischt wird. Li-Ionen-Akkus enthalten auch Nickel, Kobalt und Graphit. Während der Produktion können diese Metalle Ablagerungen bilden, die das Innere der Batterie verunreinigen und zu chemischer Instabilität, Kurzschlüssen und Explosionen führen können.
Auch eine fehlerhafte Montage kann ein Problem sein. Akkus werden aus vielen Einzelteilen zusammengeschweißt. Schlechte Schweißnähte können zu hohem Widerstand führen, der Wärme erzeugt, Kurzschlüsse verursacht und weitere Probleme mit sich bringen kann.
Entspannung: Explosionen sind selten
Im Zusammenhang mit dem Samsung Galaxy Note 7 gab es weltweit zwischen 90 und 100 Fälle von Explosionen, Bränden oder Überhitzung. Das sind weniger als 1% der 2,5 Millionen ausgelieferten Geräte. Zwar hat der Rückruf durch Samsung wahrscheinlich die Zahlen begrenzt, aber es ist deutlich, dass Explosionen sehr selten sind.
Dennoch sollten Sie vorsichtig sein. Kaufen Sie keine brandneuen Handys direkt nach der Markteinführung und informieren Sie sich vorher. Langsame mechanische Schäden führen zwar selten zu Explosionen, man sollte das Risiko aber dennoch vermeiden. Lassen Sie Ihr Handy nicht im heißen Auto, nutzen Sie zuverlässige Ladegeräte und vermeiden Sie Beschädigungen.
Quellen: Natürliche Kommunikation/PMC, Batterie Universität, Batterieleistung, Michigan Engineering