少女は充電中に感電し、内臓を損傷した。彼女は切断手術を受けることになる。携帯電話を正しく充電する方法を知っておく必要があります。

最近、遼寧省瀋陽市で衝撃的な感電事故が発生した。ある少女が携帯電話で遊んでいるときに感電した。彼女の臓器はひどく損傷しており、現在は切断の危機に直面している。

少女は、充電中に携帯電話をいじっていて、ラジエーターの上に足を乗せてしまったと話した。突然、全身に電気ショックを感じ、意識を失って地面に倒れました。最初に倒れたとき、彼女は全身が硬直して動けなかったが、この時はまだ少し意識を保っていた。しかし、彼女は全く動けなかった。彼女の眼球だけが動くことができた。その後、彼女は完全に気を失い、再び目が覚めたときには病院に横たわっていました。

医師らは、少女が長時間電気ショックを受けたため、体内の複数の重要な臓器が損傷し、現在の状況は予断を許さないと述べた。治療後、彼女の足はかろうじて救われたものの、足指はすべて炭化していたため切断しなければならなかった。

携帯電話のバッテリー損傷の本当の原因は回路のショートです。長年リチウム電池の研究に携わってきた中国科学院上海陶磁器研究所の准研究員、畢慧博士は、人身の安全に重大な影響を及ぼす可能性がある特殊な状況が4つあると述べた。

隠れた危険1：極限環境

電子製品の安全性の問題は完全に解決することが難しいため、極端な状況下では特定の安全上の危険が生じます。例えば、高温多湿の環境では、電子部品の信頼性は著しく低下します。各電子部品には安全な動作温度範囲があります。この範囲を超えると、コンポーネントが故障したり機能しなくなる可能性があります。

通常の状況では、充電器のコネクタに触れても感電することはありません。ただし、充電器が故障したり、保護装置が基準を満たしていない場合は、充電器から携帯電話に 220V の高電圧が直接出力され、感電や危険が発生する可能性があります。

隠れた危険2: 回路保護の欠如

オリジナルの充電器には変圧器が搭載されており、電圧が不安定な場合でも自動的に調整できるため、より安全です。しかし、粗悪な充電器、特に安価な模倣充電器には回路保護が欠けており、充電中の電流の安定性を確保できません。バッテリーが簡単に消耗し、バッテリー寿命が短くなるだけでなく、爆発の危険さえも生じます。

隠れた危険3：充電中や通話中の液漏れ

現在、ほとんどの携帯電話はリチウムイオン電池を使用しています。危険が発生する確率は極めて小さい（30億分の1以下）のですが、事故の80％は充電中に発生します。これは、充電中の携帯電話の電圧がスタンバイ電圧よりも高くなるためです。他の操作を同時に行うと、電流は通常の何倍も高くなります。低品質の充電器を使用したり、携帯電話の電子部品が老朽化したり湿気ていたりすると、漏電が発生し、電流が人体に流れてしまう可能性があります。人体に流れる電流が短時間に大きすぎる場合（50mAを超える場合）、死に至る可能性があります。

隠れた危険4: アクセサリのショート

携帯電話の充電中に、電源、電源タップ、電源アダプタの両端、充電ケーブルの両端、そして携帯電話コネクタの間で短絡が発生することも、突然の危険の重要な原因です。これは、外部電圧の変化や充電電流の不安定さにより、回路に火花や放電が発生し、絶縁層が破壊され、最終的には短絡が発生して生命を危険にさらす可能性があるためです。

極端な条件下ではショートや爆発が発生する可能性はありますが、模造品については何とも言えません。

デスクトップ コンピューターのシャーシには電源装置があり、AC 電源を DC 電源に変換し、コンピューターのマザーボードと USB インターフェイスに電力を供給します。電源に問題が発生すると、デスクトップ コンピューターの高電圧出力によってコンピューターのマザーボードが直接故障し、電流の短絡が発生し、AC 電源が USB ポートを通じて携帯電話に直接送信されるようになります。

さらに、携帯電話のバッテリーに問題がある可能性もあります。

現在、偽造携帯電話バッテリーのほとんどには保護回路が欠如しており、静電容量も偽って表示されています。さらに、現在ではほとんどのスマートフォンは画面が大きく、消費電力が大きいため、携帯電話のバッテリーに多数のバッテリーを直列に接続する必要があります。しかし、コストを節約するために、一部の模倣携帯電話バッテリーは 1 つまたは 2 つのバッテリーのみを直列に接続しており、携帯電話の安全性に隠れた危険をもたらします。

電子製品の試験・認証を専門とする上海ムーア実験室と天宗試験研究室の所長、シュ・ルアン氏は、通常の状況では、携帯電話、充電器、電池など、3Cなどの試験・認証に合格した合格製品には保護回路が搭載されていると述べた。つまり、携帯電話自体が電源を制御し、携帯電話の温度、電流、電圧をリアルタイムで監視できます。異常が発生すると、携帯電話がクラッシュしたり、動作しなくなったりします。携帯電話のバッテリー自体にも保護ボードが搭載されており、バッテリーセルの動作状態を監視して過充電や過負荷を防ぐことができます。

「これは、通常の状況では、携帯電話の3つの保護機能のうち1つが機能している限り、感電や爆発などの事故は発生しないことを意味します。」 Shu Luan 氏は、これは極端な状況や環境でのみ可能であると述べました。 9 ボルトを超える電圧や 3 アンペアを超える電流など、極端な電圧や電流はバッテリーの爆発を引き起こす可能性がありますが、通常の充電器ではそのような高電流や高電圧に達することはできません。深セン電子製品品質検査センタームーア実験室のテストエンジニアである彭世夢氏は、携帯電話が高温や短絡などの特殊な状況に遭遇した場合にのみ、リチウム電池が突然急激に充電または放電され、蓄積されたエネルギーが瞬時に破裂し、最終的には過熱により爆発する可能性があることを明らかにした。

現在、市場に出回っている認定済みの携帯電話には、正常かつ安全な使用を確保できる複数の安全設計が施されています。携帯電話が発売されるずっと前から、プロトタイプの設計時に潜在的な欠陥が排除されます。たとえば、携帯電話の漏電の問題を考えると、通常は携帯電話自体の静電容量を減らすか、他のコンポーネントを追加して漏電電流を減らします。同時に、携帯電話の爆発を防ぐために、圧力鍋のバルブに相当する圧力逃し弁が携帯電話に取り付けられています。高圧に遭遇すると自動的に開き、内部の圧力を解放します。一般的に、適格な携帯電話とサポート設備は人々に大きな危害を与えることはありません。しかし、複数の専門家は、正規メーカーが製造した品質の高い製品を購入する必要があると述べた。

携帯電話の充電は科学的に「少量の食事と頻繁な食事」で行うべき

畢慧博士は、現在認められているリチウムイオン電池の基本原理は、いわゆる「ロッキングチェア理論」であると述べた。リチウムイオン電池の充電と放電は、従来の方法による電子の移動ではなく、層状物質の結晶内へのリチウムイオンの出入りによってエネルギー変化を引き起こします。通常の充電および放電条件下では、リチウムイオンの出入りによって層間間隔が変化するだけで、結晶構造に損傷は発生しません。したがって、充放電の電気化学プロセスの観点から見ると、リチウムイオン電池は理想的な可逆電池です。充電と放電の際、リチウムイオンは電池の正極と負極の間を行ったり来たりします。これはロッキングチェアが正極と負極の間を前後に揺れているのと似ています。そのため、リチウムイオン電池を比喩的に「ロッキングチェア電池」と呼ぶ人もいます。

リチウムイオン電池には主に 2 つの安全上の危険があります。

1つは、充電しながら電話をかけたり、携帯電話のアプリ（スマートフォン）を操作することです。通常の状況では安全上のリスクはありませんが、この使用習慣はお勧めしません。これは、通話時に流れる瞬間電流が大きいため、バッテリーの充放電が頻繁に起こりやすく、充電器が長時間過負荷状態になり、急激な発熱が発生し、バッテリーと充電器の性能や寿命に影響を与えるためです。一方、リチウムイオン電池は有機電解質を使用します。高電流、高温の条件下では、有機電解液が電気分解されて大量のガスが発生し、バッテリーの内部圧力が上昇します。ひどい場合には、シェルを突き破り（一般に「バッテリーバルジ」と呼ばれる）、外部短絡、燃焼、爆発を引き起こします。したがって、携帯電話を充電する最も安全な方法は、携帯電話の電源を切った状態でオリジナルの 3C 認定充電器を使用して充電し、完全に充電されたら充電器を抜くことです。

第二に、リチウムイオン電池は長時間充電されたり、完全に消耗したりすると、過充電や過放電が発生し、リチウムイオン電池の正極と負極に永久的な損傷を引き起こします。分子レベルで見ると、過放電により負極炭素から過剰なリチウムイオンが放出され、その層構造が崩壊します。過充電すると、負極の炭素構造に過剰な量のリチウムイオンが押し込まれ、一部のリチウムイオンが放出できなくなります。したがって、過充電と過放電はどちらもリチウムイオン電池の安全な使用にはつながりません。実験により、電池容量が20%以上残っているときに充電を開始すると、リチウムイオン電池の耐用年数が大幅に延びることが確認されています。つまり、リチウムイオン電池の充電には「少量の食事と頻繁な放電」が必要であり、浅い充電と放電を頻繁に行うことで寿命を延ばすことができます。

充電プロセス中の電圧や電流などの問題については、ビ・フイ博士は、電源アダプターのフロントエンドの電圧は220V、電流は主に0.15A前後、バックエンドと背面配線の電圧は5Vと等しいかわずかに低く、すべて安全な電圧範囲内であると説明しました。定格充電電流1000mA～2000mA。認定された携帯電話充電器の出力電圧は、通常、約 5V の安全な超低電圧です。一次側（グリッド電源 220V）から接地されていないアクセス可能な部分（USB 出力ポート）への最大接触電流は 0.25 mA です（国際電気標準会議の実験によると、人体を通じて心細動を引き起こす電流は 50 mA です）。認定された携帯電話充電器は、強化絶縁または二重絶縁によって、危険な電圧回路（グリッド電源 220V）を安全な超低電圧（USB 出力ポート）から分離し、人体に安全です。

また、手や口でUSBポートに触れたとしても、手や口が地面に対して形成する人体インピーダンスが異なり、接触電流も若干異なるものの、いずれも非常に弱く安全な電流であり、一般的に感電による傷害は引き起こさないとも述べています。感電は人体を通過する電流によって引き起こされ、それが引き起こす生理学的反応は、電流の大きさと持続時間、および人体を通過する電流の経路によって異なります。電流値は印加電圧のほか、電源のインピーダンスや人体のインピーダンスによっても異なり、健康な人体で反応を起こすには約0.5mA以上が必要です。国家規格に適合した携帯電話充電器の場合、一次側（グリッド電源 220V）から接地されていないアクセス可能な部分（USB 出力ポート）への最大接触電流は 0.25 mA です。したがって、認定された充電器の USB ポートでは漏れは発生しません。

▲リチウムイオン電池の原理模式図

あなたの充電方法は安全ですか？

多くの人は、空き時間に携帯電話をコンピューターに接続して充電することに慣れています。この点について、ビ・フイ博士は、USBケーブルを使用してコンピューター経由で携帯電話を充電すると、携帯電話がバッテリーの現在の状態を自動的に検出し、バッテリー寿命と待機時間を延長するため、メリットよりもデメリットの方が多いと述べました。ただし、コンピュータの使用方法は異なります。ハードディスクが突然読み書きされたり、特定のソフトウェアの実行時に CPU またはグラフィック カードがフル周波数で動作したりすることがあり、USB 電源出力に大きな変動が生じて、バッテリーの充電が非常に不安定になり、バッテリー寿命に影響を及ぼします。

USB の仕様では、USB の定格電圧は 5V、電流は 500mA と規定されています。リチウムイオン電池の容量が増加するにつれて、市販されているほとんどの携帯電話充電器の定格電流は 1000mA を超え、中には 2000mA を超えるものもあります。したがって、このような携帯電話を従来のコンピュータの USB ポートを使用して充電すると、充電時間は明らかに長くなります。

また、パソコンのUSBポートを使用して携帯電話を充電する場合、携帯電話のバッテリーの定格充電電流がUSB電源電流よりも高いため、パソコンのUSBポートは長時間過負荷状態になり、発熱が増加し、パソコンや携帯電話の電子部品に大きな損傷を与え、それらの耐用年数に影響を与えます。ひどい場合には感電事故を引き起こす可能性もあります。 Shu Luan氏はまた、USBポートを介して直接充電することは、国家規格や一部のメーカーの安全性テストの範囲外であると述べた。

さらに、これらの組み合わせは多様で複雑であるため、製造業者が安全性を一つずつテストすることは困難です。たとえば、車の USB ポートに接続して直接充電する人もいれば、ソケットの USB ポートに接続して直接充電する人もいます。それらの信頼性を一つ一つ定義することは困難です。 Shu Luan 氏は、携帯電話の純正充電器を使用して充電するのが最善であると提案しました。携帯電話の認証テストを行う場合、一般的な認証方法には充電器を接続して充電することが含まれるからです。この認証方法は、実験やメーカーによるテストを100回以上実施しており、信頼性が高くなっています。