手機電池為什么會爆炸？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-10 09:44
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背后的原因聽起來它更像是出自特克斯·艾弗里（Tex Avery）的卡通片，而非我們的現(xiàn)實：許多人報告稱設(shè)備出現(xiàn)過熱，燃燒，甚至爆炸。
與其它的同類事件一樣，罪魁禍?zhǔn)资请姵亍Ｕ且驗殡姵貑栴}，Galaxy Note 7被召回，電動滑板車一直都被認(rèn)為是危險產(chǎn)品，波音必須要將787停在鋪有泊油碎石的飛機跑道上，每隔一段時間就會出現(xiàn)有關(guān)智能手機或者筆記本電腦爆炸的報道。
事實上，三星事件不尋常的地方只有規(guī)模，以及該公司激進的回應(yīng)。三星還沒有公布該事故發(fā)生的具體原因，但專家們認(rèn)為原因可能有很多。歸根究底，都是鋰離子電池問題。
電池如何運作
要理解鋰離子電池為什么頻頻引發(fā)事故，我們需要對它們的運作方式有個大概的了解。它們有3個主要組成部分：一端陽極，一端陰極，以及兩端之間的電解質(zhì)。電壓產(chǎn)生后，會驅(qū)使鋰離子從一端轉(zhuǎn)向另一端，進而充電和放電。
這一過程絕大部分時間都不會引發(fā)問題。但一旦有問題出現(xiàn)，問題會變得非常嚴(yán)重，且會快速惡化。
“有幾件危險的事情可能會發(fā)生。”阿貢國家實驗室儲能研究聯(lián)合中心主任喬治·克拉布特里（George Crabtree）指出，“其中一件是過度充電，這會導(dǎo)致發(fā)熱，進而導(dǎo)致陽極發(fā)生多余的化學(xué)反應(yīng)。”這個問題在放電時也可能會發(fā)生。克拉布特里說，陰極包含氧化物，氧化物能夠與電解質(zhì)中的有機材料結(jié)合，然后產(chǎn)生熱量?；煊须s質(zhì)的“劣質(zhì)”電池也有可能導(dǎo)致預(yù)想不到的后果。
如果你覺得“多余的化學(xué)反應(yīng)”是不祥預(yù)兆，你沒錯，特別是在它們引起熱逃逸的時候。“釋放出的熱量太多，以致于溫度上升，化學(xué)反應(yīng)因而變得更加快速。”克拉布特里說道，“那是大家都擔(dān)心的問題。”
那是因為該問題最終會導(dǎo)致你的口袋冒火。一旦放熱反應(yīng)達到150攝氏度左右，它就會持續(xù)進行，直至有東西著火。
這些問題并不一定在你第一次給智能手機充電時就會發(fā)生；它們會慢慢形成。“你得到的電池在經(jīng)過很多個充放電周期后可能會變得沒那么強健。”克拉布特里說，“電解質(zhì)中的某種合成錯誤，又或者電極開始累加，都會引發(fā)小型的化學(xué)反應(yīng)。久而久之，你就會遭遇嚴(yán)重的化學(xué)反應(yīng)。”
出錯的東西越多，會造成破壞的化學(xué)反應(yīng)就會越多。簡單來說，鋰離子電池非常復(fù)雜，一旦出錯就會引發(fā)嚴(yán)重的后果。
安全機制
電池制造商知道這一點，三星和它的供應(yīng)商亦然。所以他們實施了安全機制來防止事故發(fā)生。
“電池本身含有一個芯片，該芯片是旨在防止事故發(fā)生的保護電路。”在線維修社區(qū)和零部件零售商iFixit聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO凱爾·韋恩斯（Kyle Wiens）說道。iFixit最近對Galaxy Note 7進行了拆解，檢驗了該款手機所有的內(nèi)部元件。
韋恩斯在拆解后指出，可以說沒有一樣?xùn)|西必定會導(dǎo)致Galaxy Note 7的過熱問題。他說，該手機是有一些潛在的危險信號；一方面，它使用高電壓電池，另一方面它的玻璃后殼的散熱效果沒有金屬后殼那么好。不過，我們沒有理由認(rèn)為那些因素是過熱問題的核心原因，尤其是考慮到類似的智能手機并沒有發(fā)生爆炸。
“相比前幾代產(chǎn)品，Galaxy Note 7并沒有明顯的不同。”韋恩斯指出。
目前來看，保護電路似乎沒有起到作用。正常情況下，一旦電池達到特定問題，保護電路會馬上關(guān)閉電池。但這一點也無法百分百肯定。一方面，三星方面還沒有透露具體的原因，只是說“電池問題”。另一方面，該公司很有可能是同時從幾家供應(yīng)商采購電池。我們不知道是誰提供了有問題的電池；我們只知道召回行動適用于所有在中國以外地區(qū)出售的Galaxy Note 7。
不管怎么樣，現(xiàn)有的安全防護措施顯然不是不會出錯。不過，那也不意味著我們一輩子都要面臨設(shè)備爆炸的問題。
電池的新研發(fā)方向
克拉布特里說，“以汽油為例，我們喜歡它，是因為我們能夠?qū)⑵淙紵?，產(chǎn)生大量的能量來驅(qū)動我們的汽車行駛。同樣地，由于我們喜歡它的原因，它很危險。”
鋰離子電池并不是這樣。它們的可燃性并不是內(nèi)在屬性；它是一種沒有人愿意看到的副反應(yīng)?？死继乩镏赋?，“原則上，你可以設(shè)計出完全沒有那些副反應(yīng)的電池。”
目前，那一方向已經(jīng)有進展。今年早些時候，斯坦福大學(xué)研究人員發(fā)布論文，提出一種當(dāng)電池溫度上升時將其關(guān)閉的被動方法：隔膜，在發(fā)熱環(huán)境中會慢慢擴張，能夠擴張到足以關(guān)閉電流的程度。一直以來，我們都需要在有效性和安全性之間做出權(quán)衡，不過權(quán)衡正變得越來越小了。
韋恩斯說，“我們針對電池的努力大部分都是圍繞它的安全方面。”
這并不能給Galaxy Note 7的用戶帶來幫助。但至少，未來電池引發(fā)的爆炸事件有望大大減少。
