Ein Mädchen erlitt beim Aufladen einen Stromschlag und ihre inneren Organe wurden beschädigt. Ihr steht eine Amputation bevor. Sie sollten wissen, wie Sie Ihr Telefon richtig aufladen!

Vor kurzem ereignete sich in Shenyang in der Provinz Liaoning eine schreckliche Tragödie durch einen Stromschlag. Ein Mädchen wurde durch einen Stromschlag getötet, als es mit seinem Mobiltelefon spielte. Ihre Organe wurden schwer geschädigt und ihr steht nun eine Amputation bevor.

Das Mädchen sagte, dass sie während des Ladevorgangs mit ihrem Telefon gespielt und ihre Füße auf die Heizung gelegt habe. Plötzlich spürte ich einen elektrischen Schlag am ganzen Körper, dann verlor ich das Bewusstsein und fiel zu Boden. Als sie hinfiel, war ihr ganzer Körper steif und sie konnte sich nicht bewegen, aber sie war zu diesem Zeitpunkt noch ein wenig bei Bewusstsein. Sie konnte sich jedoch überhaupt nicht bewegen. Nur ihre Augäpfel konnten sich bewegen. Später wurde sie völlig ohnmächtig und als sie wieder aufwachte, lag sie im Krankenhaus.

Die Ärzte sagten, dass mehrere wichtige Organe des Mädchens durch die zu lange Elektroschocks geschädigt worden seien und ihr derzeitiger Zustand daher nicht rosig sei. Obwohl ihre Beine nach der Behandlung knapp gerettet werden konnten, mussten alle ihre Zehen amputiert werden, da sie verkohlt waren.

Kurzschlüsse sind die eigentliche Ursache für Schäden an Mobiltelefonakkus. Dr. Bi Hui, ein assoziierter Forscher am Shanghai Institute of Ceramics der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, der sich seit langem mit der Erforschung von Lithiumbatterien beschäftigt, sagte, dass es vier besondere Situationen gebe, die schwerwiegende Auswirkungen auf die persönliche Sicherheit haben könnten.

Versteckte Gefahr 1: Extreme Umgebung

Da es schwierig ist, die Sicherheitsprobleme elektronischer Produkte vollständig zu lösen, bestehen unter extremen Bedingungen gewisse Sicherheitsrisiken. Beispielsweise sinkt die Zuverlässigkeit elektronischer Komponenten in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit erheblich. Jede elektronische Komponente verfügt über einen sicheren Betriebstemperaturbereich. Das Überschreiten dieses Bereichs kann zum Ausfall oder Versagen der Komponente führen.

Unter normalen Umständen werden Sie durch Berühren des Ladeanschlusses keinen Stromschlag erleiden. Wenn das Ladegerät jedoch ausfällt oder die Schutzvorrichtung nicht den Anforderungen entspricht, kann das Ladegerät eine Hochspannung von 220 V direkt an das Mobiltelefon ausgeben, was zu einem Stromschlag und Gefahr führen kann.

Versteckte Gefahr 2: Fehlender Stromkreisschutz

Das Originalladegerät ist mit einem Transformator ausgestattet, der sich auch bei instabiler Spannung automatisch anpassen kann und so für mehr Sicherheit sorgt. Allerdings verfügen minderwertige Ladegeräte, insbesondere billige Nachahmer-Ladegeräte, nicht über einen Stromkreisschutz und können die Stromstabilität während des Ladevorgangs nicht gewährleisten. Sie können die Batterie leicht durchbrennen, die Batterielebensdauer verkürzen und sogar eine Explosionsgefahr darstellen.

Versteckte Gefahr 3: Auslaufen beim Laden und Telefonieren

Die meisten Mobiltelefone verwenden heute Lithium-Ionen-Akkus. Die Wahrscheinlichkeit, dass eine Gefahr eintritt, ist äußerst gering (weniger als 3 Milliardstel), jedoch passieren 80 % der Unfälle beim Laden. Dies liegt daran, dass die Spannung des Telefons beim Laden höher ist als die Standby-Spannung. Werden gleichzeitig andere Operationen durchgeführt, ist die Stromstärke um ein Vielfaches höher als üblich. Wenn Sie ein Ladegerät minderer Qualität verwenden oder die elektronischen Komponenten des Telefons altern oder feucht sind, kann es zu Leckagen kommen und dann kann Strom durch den menschlichen Körper fließen. Wenn der Strom, der durch den menschlichen Körper fließt, in kurzer Zeit zu hoch ist (größer als 50 mA), kann dies zum Tod führen.

Versteckte Gefahr 4: Zubehörkurzschluss

Auch beim Ladevorgang eines Mobiltelefons sind Kurzschlüsse zwischen der Stromquelle, der Steckdosenleiste, den beiden Enden des Netzteils, den beiden Enden des Ladekabels und schließlich dem Anschluss des Mobiltelefons eine wichtige Ursache für plötzlich auftretende Gefahren. Denn Änderungen der externen Spannung und Instabilität des Ladestroms können zu Funkenbildung und Entladung im Schaltkreis führen, die Isolationsschicht zerstören und schließlich einen lebensgefährlichen Kurzschluss verursachen.

Unter extremen Bedingungen kann es zu Kurzschlüssen oder Explosionen kommen, bei den Nachahmungen lässt sich das jedoch nur schwer sagen.

Im Gehäuse eines Desktop-Computers befindet sich ein Netzteil, das Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt und für die Stromversorgung der Hauptplatine und der USB-Schnittstelle des Computers zuständig ist. Wenn ein Problem mit der Stromversorgung auftritt, führt die vom Desktop-Computer abgegebene Hochspannung direkt zu einem Ausfall der Hauptplatine des Computers und verursacht einen Kurzschluss, sodass der Wechselstrom über den USB-Anschluss direkt an das Mobiltelefon übertragen werden kann.

Darüber hinaus kann auch ein Problem mit dem Akku des Telefons vorliegen.

Heutzutage fehlt den meisten gefälschten Handy-Akkus eine Schutzschaltung und auch die Kapazität ist falsch angegeben. Hinzu kommt, dass die meisten Smartphones mittlerweile große Bildschirme haben und viel Strom verbrauchen, was eine Reihenschaltung vieler Akkus am Handyakku erforderlich macht. Um Kosten zu sparen, werden bei manchen Nachahmer-Handyakkus jedoch nur ein oder zwei Akkus in Reihe geschaltet, was eine versteckte Gefahr für die Sicherheit des Handys darstellt.

Shu Luan, Leiter des Shanghai Moore Laboratory und des Tianzong Testing Laboratory, die auf die Prüfung und Zertifizierung elektronischer Produkte spezialisiert sind, sagte, dass qualifizierte Produkte, die 3C- und andere Tests und Zertifizierungen bestanden haben, unter normalen Umständen über Schutzschaltungen verfügen – seien es Mobiltelefone, Ladegeräte oder Batterien. Das heißt, das Mobiltelefon hat selbst die Kontrolle über die Stromversorgung und kann Temperatur, Stromstärke und Spannung des Mobiltelefons in Echtzeit überwachen. Sobald eine Anomalie auftritt, stürzt das Telefon ab oder funktioniert nicht mehr. Der Handyakku selbst verfügt zudem über eine Schutzplatine, die den Betriebszustand der Akkuzelle überwachen kann, um eine Überladung oder Überlastung zu verhindern.

„Das bedeutet, dass unter normalen Umständen, solange eine der drei Schutzfunktionen des Mobiltelefons funktioniert, Unfälle wie Stromschläge oder Explosionen nicht passieren.“ Shu Luan sagte, dass dies nur in einigen extremen Situationen oder Umgebungen möglich sei. Extreme Spannungen und Stromstärken können zur Explosion der Batterie führen, etwa eine Spannung über 9 Volt oder eine Stromstärke über 3 Ampere. Gewöhnliche Ladegeräte können jedoch keine so hohen Stromstärken oder Spannungen erreichen. Peng Shimeng, ein Testingenieur im Moore Laboratory des Shenzhen Electronic Product Quality Inspection Center, erklärte, dass es nur dann zu einer plötzlichen Ladung oder Entladung der Lithiumbatterie eines Mobiltelefons kommen kann, wenn es besonderen Umständen wie hohen Temperaturen oder einem Kurzschluss ausgesetzt ist. Dadurch kann die gespeicherte Energie sofort platzen und schließlich aufgrund von Überhitzung explodieren.

Derzeit verfügen qualifizierte Mobiltelefone auf dem Markt über mehrere Sicherheitsdesigns, die eine normale und sichere Nutzung gewährleisten können. Lange bevor Mobiltelefone auf den Markt kommen, werden bei der Entwicklung von Prototypen potenzielle Mängel beseitigt. Wenn man beispielsweise das Problem des Leckstroms bei Mobiltelefonen betrachtet, wird normalerweise die Kapazität des Mobiltelefons selbst reduziert oder es werden einige andere Komponenten hinzugefügt, um den Leckstrom zu verringern. Um gleichzeitig eine Explosion des Telefons zu verhindern, ist es mit einem Überdruckventil ausgestattet, das dem Ventil eines Schnellkochtopfs entspricht. Bei hohem Druck öffnet es sich automatisch, um den Innendruck abzulassen. Im Allgemeinen werden qualifizierte Mobiltelefone und unterstützende Einrichtungen den Menschen keinen großen Schaden zufügen. Mehrere Experten sagten jedoch, dass es notwendig sei, qualifizierte Produkte regulärer Hersteller zu kaufen.

Das Aufladen Ihres Telefons sollte auch wissenschaftlich mit „kleinen Mahlzeiten und häufigen Mahlzeiten“ erfolgen.

Dr. Bi Hui sagte, dass das derzeit anerkannte Grundprinzip von Lithium-Ionen-Batterien die sogenannte „Schaukelstuhltheorie“ sei. Beim Laden und Entladen von Lithium-Ionen-Akkus erfolgt die Übertragung von Elektronen nicht wie im herkömmlichen Verfahren, sondern durch das Ein- und Austreten von Lithium-Ionen in die Kristalle der Schichtmaterialien, wodurch es zu Energieänderungen kommt. Unter normalen Lade- und Entladebedingungen kommt es durch das Ein- und Austreten von Lithiumionen im Allgemeinen nur zu Veränderungen des Schichtabstands, ohne dass es zu einer Schädigung der Kristallstruktur kommt. Aus Sicht des elektrochemischen Lade- und Entladevorgangs sind Lithium-Ionen-Batterien daher ideale reversible Batterien. Beim Laden und Entladen bewegen sich Lithiumionen zwischen dem Plus- und Minuspol der Batterie hin und her, genau wie ein Schaukelstuhl, der zwischen dem Plus- und Minuspol hin und her schaukelt. Manche Leute nennen Lithium-Ionen-Batterien daher bildlich gesprochen „Schaukelstuhlbatterien“.

Bei Lithium-Ionen-Batterien gibt es zwei Hauptsicherheitsrisiken:

Eine Möglichkeit besteht darin, während des Ladevorgangs zu telefonieren oder eine Handy-App (Smartphone) zu bedienen. Unter normalen Umständen besteht kein Sicherheitsrisiko, wir raten jedoch von dieser Nutzungsgewohnheit ab. Dies liegt daran, dass der momentane Strom, der während eines Telefongesprächs fließt, hoch ist, was leicht dazu führen kann, dass der Akku häufig geladen und entladen wird, und dass das Ladegerät über einen langen Zeitraum in einem überlasteten Zustand ist, was zu einem starken Anstieg der Hitze führt und die Leistung oder Lebensdauer des Akkus und des Ladegeräts beeinträchtigt. Gleichzeitig verwenden Lithium-Ionen-Batterien organische Elektrolyte. Unter Bedingungen hoher Stromstärke und hoher Temperatur wird der organische Elektrolyt elektrolysiert, wodurch eine große Menge Gas entsteht, was zu einem Anstieg des Innendrucks der Batterie führt. In schweren Fällen kommt es zu einem Durchbruch der Hülle (allgemein als „Batteriewölbung“ bekannt), was zu einem externen Kurzschluss, einer Verbrennung und einer Explosion führt. Daher ist die sicherste Methode zum Aufladen Ihres Mobiltelefons die Verwendung eines originalen 3C-zertifizierten Ladegeräts. Laden Sie das Telefon im ausgeschalteten Zustand auf und ziehen Sie den Stecker aus der Steckdose, sobald es vollständig aufgeladen ist.

Zweitens werden Lithium-Ionen-Akkus bei längerem Laden oder bei vollständiger Entladung überladen bzw. überentladen, was zu dauerhaften Schäden an den positiven und negativen Elektroden des Lithium-Ionen-Akkus führt. Auf molekularer Ebene führt eine Überentladung dazu, dass der Kohlenstoff der negativen Elektrode übermäßig viele Lithiumionen freisetzt und seine Schichtstruktur zusammenbricht. Durch Überladung werden zu viele Lithiumionen in die Kohlenstoffstruktur der negativen Elektrode gedrückt, wodurch einige der Lithiumionen nicht mehr freigesetzt werden können. Daher sind sowohl Überladung als auch Tiefentladung nicht förderlich für die sichere Verwendung von Lithium-Ionen-Batterien. Experimente haben gezeigt, dass sich die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Akkus deutlich verlängern lässt, wenn der Ladevorgang bei mehr als 20 % Restkapazität beginnt. Mit anderen Worten: Das Laden von Lithium-Ionen-Batterien erfordert „kleine Mahlzeiten und häufige Entladungen“, und häufiges flaches Laden und Entladen kann dazu beitragen, ihre Lebensdauer zu verlängern.

Zu Problemen wie Spannung und Stromstärke während des Ladevorgangs erklärte Dr. Bi Hui, dass die Frontspannung des Netzteils 220 V beträgt, die Stromstärke meist bei etwa 0,15 A liegt und die Spannung an der Rückseite und der hinteren Verkabelung gleich oder etwas niedriger als 5 V ist, was alles im sicheren Spannungsbereich liegt. Nennladestrom 1000 mA – 2000 mA. Die Ausgangsspannung eines qualifizierten Handy-Ladegeräts ist im Allgemeinen eine sichere Kleinspannung von etwa 5 V. Der maximale Kontaktstrom von der Primärseite (Netzstromversorgung 220 V) zu den nicht geerdeten zugänglichen Teilen (USB-Ausgangsanschluss) beträgt 0,25 mA (Experimente der Internationalen Elektrotechnischen Kommission zeigen, dass der Strom, der im menschlichen Körper Herzflimmern verursacht, 50 mA beträgt). Qualifizierte Handy-Ladegeräte isolieren den gefährlichen Spannungskreis (Netzstromversorgung 220 V) durch eine verstärkte Isolierung oder doppelte Isolierung von der sicheren Kleinspannung (USB-Ausgangsanschluss), was für den menschlichen Körper ungefährlich ist.

Er fügte hinzu, dass selbst wenn Sie den USB-Anschluss mit Ihren Händen oder Ihrem Mund berühren, die Impedanz des menschlichen Körpers, die durch Ihre Hände oder Ihren Mund zur Erde gebildet wird, unterschiedlich ist und der Kontaktstrom leicht abweicht, es sich jedoch allesamt um sehr schwache und ungefährliche Ströme handelt und diese im Allgemeinen keine Stromschläge verursachen. Ein elektrischer Schlag wird durch elektrischen Strom verursacht, der durch den menschlichen Körper fließt. Die dadurch verursachte physiologische Reaktion hängt von der Stärke und Dauer des Stroms und seinem Weg durch den Körper ab. Der Stromwert hängt von der angelegten Spannung sowie der Impedanz der Stromquelle und der Impedanz des menschlichen Körpers ab. Um in einem gesunden menschlichen Körper eine Reaktion hervorzurufen, sind etwa 0,5 mA und mehr erforderlich. Bei Handy-Ladegeräten, die den nationalen Standards entsprechen, beträgt der maximale Kontaktstrom von der Primärseite (Netzstromversorgung 220 V) zu den nicht geerdeten zugänglichen Teilen (USB-Ausgangsanschluss) 0,25 mA. Daher kommt es im USB-Anschluss eines qualifizierten Ladegeräts zu keinem Auslaufen.

▲ Schematische Darstellung des Lithium-Ionen-Akku-Prinzips

Ist Ihre Lademethode sicher?

Viele Menschen sind es gewohnt, ihr Mobiltelefon in ihrer Freizeit zum Aufladen an den Computer anzuschließen. In diesem Zusammenhang sagte Dr. Bi Hui, dass die Verwendung eines USB-Kabels zum Aufladen eines Mobiltelefons über einen Computer mehr schadet als nützt, da das Mobiltelefon den aktuellen Zustand der Batterie automatisch erkennt und so die Batterielebensdauer und Standby-Zeit verlängert. Die Computernutzung ist jedoch anders. Manchmal wird die Festplatte plötzlich gelesen und beschrieben oder die CPU oder Grafikkarte arbeitet beim Ausführen bestimmter Software mit voller Frequenz, was zu großen Schwankungen bei der USB-Stromausgabe führt, wodurch das Laden des Akkus sehr instabil wird und die Akkulaufzeit beeinträchtigt wird.

Die USB-Spezifikation legt fest, dass die Nennspannung von USB 5 V und der Strom 500 mA beträgt. Da die Kapazität von Lithium-Ionen-Akkus zunimmt, liegt der Nennstrom der meisten Handy-Ladegeräte auf dem Markt über 1000 mA, manche können sogar über 2000 mA erreichen. Wenn ein solches Mobiltelefon über einen herkömmlichen USB-Anschluss eines Computers aufgeladen wird, ist die Ladezeit daher offensichtlich viel länger.

Wenn Sie den USB-Anschluss eines Computers zum Laden eines Mobiltelefons verwenden, ist der Nennladestrom des Mobiltelefonakkus höher als der Strom der USB-Stromversorgung. Daher wird der USB-Anschluss des Computers lange Zeit überlastet sein und es kommt zu einer erhöhten Wärmeentwicklung. Dies führt zu erheblichen Schäden an den elektronischen Komponenten des Computers und des Mobiltelefons und beeinträchtigt deren Lebensdauer. In schweren Fällen kann es auch zu Stromschlagunfällen kommen. Shu Luan erklärte außerdem, dass das direkte Laden über einen USB-Anschluss nicht in den Geltungsbereich nationaler Normen oder Sicherheitstests einiger Hersteller falle.

Darüber hinaus ist es für die Hersteller aufgrund der Vielfalt und Komplexität dieser Kombinationen schwierig, deren Sicherheit einzeln zu testen. Manche laden beispielsweise direkt durch Anschluss an den USB-Anschluss des Autos, andere wiederum laden direkt durch Anschluss an den USB-Anschluss der Steckdose. Es ist schwierig, ihre Zuverlässigkeit einzeln zu definieren. Shu Luan schlug vor, das Telefon am besten mit dem Original-Ladegerät für Mobiltelefone aufzuladen. Denn wenn sie Authentifizierungstests an Mobiltelefonen durchführen, umfasst eine typische Authentifizierungsmethode das Anschließen des Ladegeräts zum Aufladen. Dieses Zertifizierungsverfahren wird in Experimenten und vom Hersteller über hundertmal getestet und weist eine höhere Zuverlässigkeit auf.