Perché esplodono le batterie degli smarthone

Dopo la sfortunata sorte del Samsung Galaxy Note 7, il recente episodio della batteria esplosa in un volo di linea negli Stati Uniti d'America, ha puntato nuovamente i riflettori sulla questione batterie: nonostante a molti interessa solo che durino il più possibile, in realtà renderle sicure e prestanti è un'operazione molto complicata.

Tutto è successo lo scorso giovedì, quando su un volo di linea Virgin Atlantic partito dal JFK di New York si è sentito un forte boato che ha costretto il comandate del veicolo ad effettuare un atterraggio d'emergenza all'aeroporto Logan di Boston. Ad essere esplosa pare essere una power bank, che ha costretto i 217 passeggeri a bordo ad evacuare il velivolo, appena toccato terra.

La polizia locale ha poi spiegato che la batteria esplosa è stata ritrovata incastrata tra i sedili dell'aereo, ma non è ancora chiaro il motivo esatto per il quale abbia preso fuoco, anche se il sospetto più fondato sarebbe quello del surriscaldamento.

Perché esplodono le batterie

Prima di capire le cause per le quali può capitare che le batterie agli ioni di litio esplodano, è necessario comprendere il reale funzionamento di questi dispositivi. Semplificando molto, questo processo di funzionamento, è possibile grazie a due conduttori elettrici separati e opposti l'un l'altro (chiamati elettrodi) nel quale sono presenti degli ioni di litio "fermi" nel proprio stato fondamentale quando la batteria non è in uso. Quando viene applicata una carica alla batteria, gli ioni vengono spinti velocemente verso l'anodo (l'elettrodo con carica negativa), creando così una differenza di potenziale.

Il problema però, sorge quando la batteria è in uso. È in questo caso che gli ioni di litio vengono spinti dall'anodo verso il catodo (l'elettrodo con carica positiva), per riequilibrare il sistema, creando uno spostamento che deve essere controllato per evitare che gli ioni si spostino in massa, causando un conseguente surriscaldamento della batteria che, in alcuni rari casi, potrebbe portare ad un'esplosione.

Il traffico degli ioni viene regolato dagli elettroliti, ossia dei compisti chimici che conducono la corrente e rendono più semplice il passaggio dell'energia. E questo passaggio risulta stabile se e solo se anodo e catodo non vengono mai in contatto: qualora non fosse così, si potrebbe creare un cortocircuito dagli effetti imprevedibili.

Il processo più difficile nel rendere una batteria sicura, sta proprio nell'accertarsi che anodo e catodo siano separati efficacemente, e nel calcolare la giusta combinazione di elettroliti per ridurre al minimo la relativa instabilità.

E uno dei fattori più "nemici" delle batterie è il calore. Calore che viene generato naturalmente da questi dispositivi ma che, se riposti in posizioni che ne rallentano il raffreddamento, potrebbero risultare più instabili del previsto.

La temperatura è il fattore più pericoloso per le batterie

Un aumento della temperatura, dovuto ad un'errata conservazione di una batteria, potrebbe far reagire gli elettroliti in essa contenuta con gli altri elementi chimici, portando alla creazione di gas che contribuiscono a far aumentare la pressione interna, per poi creare altro calore che a sua volta porta ad ulteriore riscaldamento, che potrebbe causare un'esplosione. È un processo conosciuto con il nome di "runaway", che porta in sostanza alla perdita dell'equilibrio e, infine, all'esplosione della batteria.