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寶鄂文庫

鋰電池的工作原理是什么?為什么每年都會有手機爆炸事件發(fā)生?

來源:寶鄂實業(yè)    2019-04-24 12:00    點擊量:

三星Note7爆炸事件再一次將“使用手機的生命安全”拉回到了大眾視野,雖然平均每年都會有手機爆炸事件發(fā)生,但是三星Note7如此高密度的爆炸事件堪稱史無前例,相信也后無來者了,與此同時此事件順便也把鋰電池安全炒到了沸點,不禁要問現(xiàn)在的智能手機真的要成為便攜式炸彈了嗎?

 

我們先來看一下鋰電池工作原理:

 

充電的時候,在外加電場的影響下,正極材料LiCoO2分子里面的鋰元素脫離出來,變成帶正電荷的鋰離子(Li),在電場力的作用下,從正極移動到負極,與負極的碳原子發(fā)生化學反應,生成LiC6,于是從正極跑出來的鋰離子就很“穩(wěn)定”的嵌入到負極的石墨層狀結構當中。從正極跑出來轉(zhuǎn)移到負極的鋰離子越多,這個電池可以存儲的能量就越多。

 

放電的時候剛好相反,內(nèi)部電場轉(zhuǎn)向,鋰離子(Li)從負極脫離出來,順著電場的方向,又跑回到正極,重新變成鈷酸鋰分子(LiCoO2)。從負極跑出來轉(zhuǎn)移到正極的鋰離子越多,這個電池可以釋放的能量就越多。

 

在每一次充放電循環(huán)過程中,鋰離子(Li)充當了電能的搬運載體,周而復始的從正極→負極→正極來回的移動,與正、負極材料發(fā)生化學反應,將化學能和電能相互轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)了電荷的轉(zhuǎn)移,這就是“鋰離子電池”的基本原理。由于電解質(zhì)、隔離膜等都是電子的絕緣體,所以這個循環(huán)過程中,并沒有電子在正負極之間的來回移動,它們只參與電極的化學反應。

 

了解了鋰電池的基本工作原理后,我們在返回來看看此次三星Note7的電池為什么會爆炸。

 

在三星Note7爆炸事件發(fā)生后,有權威專家(陳立桅)對爆炸電池進行了分析,稱這次電池爆炸并不是偶然,而是必然,只不過三星Note7提前敲響了警鐘。并指出,在智能手機以超薄機身為主流設計的當下和智能手機續(xù)航成為最大的制約因素的雙重作用下,大部分廠商會暴力提升續(xù)航能力,在電池體積不變的情況下強行提升電池的體積能量密度,這樣導致的結果就是不得不采用了更薄的隔膜材料。

 

同樣一塊電池,如果隔離膜變薄,減少了這部分的體積,就能多裝一點點正極和負極材料,可以提升電池能量密度和手機的續(xù)航時間。但是,越薄的隔膜對工藝的要求越嚴格,稍微的質(zhì)量瑕疵或電池工藝失誤都有可能造成隔膜缺陷,進而導致電池的短路。
 

3月5日上午,國務院總理李克強在作政府工作報告時提出:穩(wěn)定汽車消費,繼續(xù)執(zhí)行新能源汽車購置優(yōu)惠政策。這無疑是給新能源汽車市場吃下了一顆定心丸。

 

實際上,新能源汽車雖然是中國的重點產(chǎn)業(yè)之一,但為進一步開發(fā)新能源汽車,國家政府正在減少對新能源汽車的補貼,減少補貼意味著新能源產(chǎn)業(yè),正在面臨重新洗牌,那么動力電池企業(yè)應如何突破這種局面?

 

對于國家政府正在減少對新能源汽車的補貼,杉杉股份在給記者的書面回復函中稱:“新能源汽車補貼退坡系既定的國家產(chǎn)業(yè)政策,行業(yè)已有明確預期。長遠看,車企補貼退坡是新能源車行業(yè)健康發(fā)展的必然趨勢,將直接加大對車廠自身降成本的要求,從而倒逼電芯廠和材料廠在動力電池領域加快技術革新,提升產(chǎn)品性價比,對消費電池領域基本無影響。”

 

2月1日,國家發(fā)改委、商務部會同有關方面開展了《外商投資產(chǎn)業(yè)指導目錄》《中西部地區(qū)外商投資優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)目錄》修訂工作,并在合并兩個目錄基礎上形成了新的《鼓勵外商投資產(chǎn)業(yè)目錄(征求意見稿)》。

 

據(jù)《經(jīng)濟觀察報》報道,與此前的2017年修訂版相比,此次的征求意見稿在動力電池領域的筆墨和條款大幅增加,不僅首次鼓勵外商投資氫燃料電池生產(chǎn)存儲及液化,還明確鼓勵外商在動力電池、燃料電池、智能汽車等關鍵零部件及其相關產(chǎn)品的投資。

 

近年來,在原材料市場中,鈷、鋰等上游正負極材料等價格暴漲,雖然在去年有小幅的下降,但整體價格仍高企不下。這意味著,國內(nèi)動力電池企業(yè)將面臨更大的壓力。

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