年輕CEO被手機(jī)活活炸死，你的手機(jī)電池怎么了？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-13 11:48
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你可能聽說(shuō)過(guò)手機(jī)電池的安全隱患，但是被手機(jī)炸死這事真的罕見。近日，馬來(lái)西亞搖籃基金私人有限公司CEO納茲林（Nazrin Hassan）就死于這種離奇事件。
午休時(shí)，納茲林在床邊給手機(jī)充電，手機(jī)電池因過(guò)熱爆炸并引發(fā)火災(zāi)，納茲林頭部被嚴(yán)重炸傷，最終身亡。
納茲林畢業(yè)于英國(guó)伯明翰大學(xué)，在搖籃公司任職15年，一直幫助初創(chuàng)科技企業(yè)進(jìn)行融資工作。去世時(shí)，納茲林也僅有45歲，有一個(gè)妻子和3個(gè)孩子。
根據(jù)他的家人透露，納茲林有兩部手機(jī)，一部黑莓，一部華為，目前警方還沒(méi)有判斷出爆炸的是哪部手機(jī)。
手機(jī)爆炸的根本就是鋰電池問(wèn)題，近年來(lái)，由鋰電池造成的事故也不在少數(shù)，無(wú)論是你低頭刷的手機(jī)、不停敲擊的筆記本電腦、路邊停泊的電動(dòng)車，它們都由鋰電池供能，都是潛在的“定時(shí)炸彈”。
Note 7的鋰電池問(wèn)題至今歷歷在目，它爆炸在飛機(jī)上，爆炸在車?yán)?，爆炸在床?...隨后三星在全球范圍內(nèi)進(jìn)行了2次大規(guī)模召回，并進(jìn)行軟件強(qiáng)制升級(jí)，不允許Note 7進(jìn)行充電。
特斯拉電動(dòng)車也發(fā)生過(guò)多次起火事件，在最近的一次事故中，一輛特斯拉Model X在高速路上撞上護(hù)欄，車輛起火，在消防員撲滅火災(zāi)后，在一天時(shí)間內(nèi)，電池又發(fā)生了兩次自燃。
鋰電池爆炸的根源是什么呢？
當(dāng)你充電時(shí)，機(jī)身的溫度會(huì)不斷升高，高溫會(huì)把電池一個(gè)叫“隔膜”的部分慢慢融化。沒(méi)有了隔膜以后，電池就會(huì)發(fā)生短路，進(jìn)一步產(chǎn)生熱量。
電池內(nèi)溫度一再升高，導(dǎo)致電池液沸騰，同時(shí)，電池的外殼在內(nèi)部壓力和高溫的作用下開始膨脹變形，如果壓力不大，電池只會(huì)鼓包， 將手機(jī)的后殼掀起。
充電時(shí)，鋰離子從正極中出來(lái)，經(jīng)過(guò)電解液，穿過(guò)隔膜到達(dá)負(fù)極，放電時(shí)則相反。
這種電池結(jié)構(gòu)由來(lái)已久，已經(jīng)完全成熟，經(jīng)過(guò)了商業(yè)的驗(yàn)證，但是它依然存在三個(gè)隱患：
電池內(nèi)的電解液含有大量有機(jī)物，比如碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯，這些不明覺厲的東西個(gè)個(gè)都帶燃爆屬性，都是危險(xiǎn)分子。
另外，一但正負(fù)極短路，就會(huì)發(fā)熱產(chǎn)生火花，就有了火源。而隔膜的引入，就是為了讓水火不相容的兩級(jí)分離開來(lái)。
但現(xiàn)在電子設(shè)備都追求輕薄化，同時(shí)對(duì)續(xù)航也有硬性要求，正負(fù)極的電池液和電解液都少不了。而隔膜的體積并不貢獻(xiàn)電池容量，因此隔膜被做的越來(lái)越薄，主流隔膜的厚度僅有20微米左右。
一但被電子設(shè)備內(nèi)的機(jī)械部件“刺中”，就很可能發(fā)生電池短路的情況。另外，就算沒(méi)有外傷，隔膜本身也會(huì)出現(xiàn)破裂。
鋰電池在使用過(guò)程中，電極的表面會(huì)出現(xiàn)一些毛刺，學(xué)名叫：枝晶。隨著電池的使用，毛刺會(huì)越長(zhǎng)越長(zhǎng)，然后穿透薄膜。
枝晶
科學(xué)家也在對(duì)電池技術(shù)不斷改良，去解決3大隱患的難題，其中，華人科學(xué)家，斯坦福大學(xué)崔屹教授做出的工作格外引人注目，提出了“三板斧”的解放方案。
普通電池的隔膜材料，是高分子或纖維素，和我們?nèi)沼玫谋ｕr膜有點(diǎn)類似，特點(diǎn)就是質(zhì)軟、易破、受熱會(huì)融合。
崔屹嘗試在在隔膜中間加了一層二氧化硅的納米顆粒。它的厚度近乎為零，但耐熱，強(qiáng)度還很高，起碼“毛刺刺”是無(wú)法穿透的。
我們用圖示來(lái)看一下它的結(jié)構(gòu)。圖c是這種夾心結(jié)構(gòu)側(cè)視圖，圖d是二氧化硅納米顆粒的微觀形貌 。
第二板，就是在電解液上做文章，既然無(wú)法改變它易燃易爆炸的特性，就只能用“亡羊補(bǔ)牢”的方式。
用特殊的紡絲做了一些中空纖維，在內(nèi)部填充阻燃劑，然后把纖維編織成隔膜。
電解液一旦發(fā)生起火，纖維就會(huì)融化，但里面的阻燃劑可以迅速撲滅火勢(shì)，阻止燃燒的蔓延。
第三板斧是針對(duì)“毛刺”問(wèn)題的。既然毛刺是從電極上長(zhǎng)出來(lái)的，那么在電池電極上蓋一層球形的碳?xì)?，就能從本質(zhì)上杜絕它的生長(zhǎng)。
這些從微觀上做的工作，能在很大程度上提高電池的壽命和安全性。
這是，這些研究成果目前還處于實(shí)驗(yàn)室的階段，還存在工業(yè)生產(chǎn)難度和生產(chǎn)成本的問(wèn)題，迄今為止沒(méi)能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的商用。
那么，鋰電池本身有沒(méi)有被取代的可能呢？
電池目前經(jīng)歷了3次主要的革命。
最早的電池是伏打電池，1841年化學(xué)家Robert用制造了一輛重達(dá)7噸的電動(dòng)火車，但時(shí)速只有2.4千米每小時(shí)，還不如人走的快。
40年后，鉛酸蓄電池開始進(jìn)入歷史舞臺(tái)，并占據(jù)市場(chǎng)長(zhǎng)達(dá)100年之久。
1973年，第一次石油危機(jī)爆發(fā)，同時(shí)發(fā)達(dá)國(guó)家出現(xiàn)了不同程度的水質(zhì)污染，鋰電池在那個(gè)時(shí)候誕生，但它的真正商用，還得追溯到1991年，索尼和旭日聯(lián)合推出了一款可商用的鋰電池。
相比鉛酸電池，鋰電池循環(huán)壽命長(zhǎng)、重量輕、工作溫度區(qū)間大且荷電保持能力強(qiáng)。
此后鋰電池得以迅速推廣，光1993年一年，手機(jī)行業(yè)就消耗掉了500萬(wàn)顆鋰電池。1999 年智能手機(jī)首次用上了鋰離子電池。
接近20年過(guò)去了，鋰電池只是在能量密度上不斷升高，但是基本的架構(gòu)和材料構(gòu)成并沒(méi)有發(fā)生大的變化。
整個(gè)科技的水平都日新月異，為什么電池科技遲遲得不到發(fā)展呢？
其實(shí)，制造新的電極材料門檻很高。既要保證電池容量足夠支撐設(shè)備的日常使用，可充電次數(shù)也要多，還要保持化學(xué)材料性質(zhì)足夠的穩(wěn)定，確保其安全性。
比如，美國(guó)研究人員開發(fā)出一種以石墨烯為基礎(chǔ)的微型超級(jí)電容器，不僅外形小巧，充電速度為普通電池的1000倍，可以在數(shù)秒內(nèi)為手機(jī)甚至汽車充電，效果簡(jiǎn)直逆天。
比如，F(xiàn)isker EMotion采用石墨烯電池材料，充電九分鐘就可以行駛208公里，最大續(xù)航里程達(dá)到644公里，最高時(shí)速為259公里/小時(shí)。該車預(yù)計(jì)在2020年，率先在英國(guó)出售。
這樣來(lái)講的話，石墨烯有望解決未來(lái)各種用電難題，甚至能改變未來(lái)汽車的能源提供方式。但問(wèn)題是，石墨烯的單克價(jià)格就已經(jīng)上千，更不用說(shuō)還有好多技術(shù)難題要去攻克，落地不知道要等到什么時(shí)候。
現(xiàn)在呢，我們能做的就是防患于未然，避免手機(jī)過(guò)充，使用官方的充電器，是用有保障的電池等等。
但我們相信，鋰電池遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是技術(shù)的極限，雖然離手機(jī)一天一充，遠(yuǎn)離鋰電池起火爆炸隱患的那個(gè)未來(lái)依然遙遠(yuǎn)。
