了解電池常識來幫助你避免事故
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-11-03 22:33
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運(yùn)用常識來幫助你避免事故
為了了解電池的安全性，我們需要了解電池是如何工作的。電池有兩個電極，其中一個帶有正離子，叫做負(fù)離子
電池如何工作和“熱失控”
為了了解電池的安全性，我們需要了解電池是如何工作的。電池有兩個電極，其中一個帶正離子，稱為陰極。儲存燃料的陰極充滿了鋰。另一個電極有負(fù)離子，叫做陽極。
充電時，鋰離子從陰極移動到陽極。在電池中，鋰離子從陽極移動到陰極。陰極和陽極之間的化學(xué)物質(zhì)稱為電解質(zhì)，它幫助離子移動和傳導(dǎo)電流。雖然離子需要從一個電極移到另一個電極，但兩個電極不能接觸。因此，電池制造商在陰極和原型之間插入了一個分離器。
“現(xiàn)在隔板真的很薄，所以電池可以更薄。”電池設(shè)備制造商CADEX的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官伊西多爾布赫曼(Isidor Buchmann)說。
Galaxy Note 7電池的問題在于有缺陷的隔板，未能將兩個電極正確分開。“這是最糟糕的情況之一，因?yàn)殡姵乜赡苤鹕踔帘ā?rdquo;屠夫說。
電解質(zhì)本身是不穩(wěn)定的，其中離子的運(yùn)動也會造成不穩(wěn)定。當(dāng)產(chǎn)生大量熱量時——無論是通過兩個電極之間的接觸還是僅僅因?yàn)橥獠窟^熱——電解質(zhì)可能與其他化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氣體并釋放更多的熱量。由于化學(xué)反應(yīng)反復(fù)發(fā)生，氣體以越來越快的速度釋放出越來越多的熱量。這個過程會產(chǎn)生“熱逃逸”，并可能導(dǎo)致火災(zāi)。
這就是為什么很多手機(jī)一過熱就會自動關(guān)機(jī)。但是電池爆炸可能是由其他原因引起的。電池充電過量或充電過快會引起火災(zāi)或爆炸。
過度充電通常是制造商的責(zé)任
充電過度就像在水桶里放了太多的水。你在桶里放太多水沒關(guān)系，因?yàn)樗畷绯鰜?。但是?dāng)電池過度充電時，過多的鋰進(jìn)入陽極。
普林斯頓大學(xué)(Princeton university)材料科學(xué)家斯坦格特(Dan Steingart)說，電池就像橡皮筋。當(dāng)你給電池充電時，就像拉伸橡皮筋一樣。當(dāng)你使用電池時，就像松開橡皮筋一樣。如果你把橡皮筋拉得太長，它就會斷裂;如果你給電池充太多電，它也會斷裂。
但是過度充電并不是用戶的錯，因?yàn)榇蠖鄶?shù)電池都有自動充電保護(hù)。但是，如果制造商在生產(chǎn)過程中松懈，電池電路不能自動防止過充，這是一個大問題。
充電速度過快也是一個問題。“快速充電”的危險在于，它意味著在短時間內(nèi)給電池注入過多的能量。如果充電器與電池不兼容，電池可能短路。
我們可以把電池想象成兩個雞蛋箱。鋰離子需要在兩個雞蛋板條箱之間移動，才能安全地堆積在里面。如果你充電很慢，鋰離子有足夠的時間來找到它們在箱子里的位置。但如果充電太快或太多，鋰離子會在板條箱外堆積。鋰離子在每次充電時都會堆積起來，形成一種叫做樹突的針狀結(jié)構(gòu)，會導(dǎo)致電池短路。
電池事故的另一個常見原因是制造商試圖通過增加電壓來儲存更多的能量。電壓就像瀑布的高度，電流就像瀑布的水量。同樣，電壓越高，電池儲存的能量越多。因此，制造商們試圖通過向電池中添加鎳(或其他元素)等元素來提高電壓。然而，電壓越高，電解液越容易反應(yīng)并引起火災(zāi)或爆炸。
如何防止電池著火和爆炸?
這里有五個建議可能會有幫助:
1. 不要把手機(jī)放在枕頭下
不要把手機(jī)放在枕頭下，因?yàn)槌潆姇r手機(jī)會變熱。如果它還在枕頭下面，就會產(chǎn)生更多的熱量。電池需要冷卻。你可能會發(fā)現(xiàn)把手機(jī)放在枕頭下很方便，但最重要的是要安全。
2. 使用授權(quán)的充電器
請使用原裝充電3.不要把手機(jī)放在過熱的環(huán)境中
不要在陽光下直接使用手機(jī)。避免高溫，讓你的手機(jī)遠(yuǎn)離任何產(chǎn)生大量熱量的東西。夏天不要把手機(jī)長時間鎖在車?yán)?。?dāng)環(huán)境溫度超過45攝氏度時，盡量不要給手機(jī)充電。5℃~ 45℃充電相對安全。當(dāng)溫度太低或太高時，你應(yīng)該避免給手機(jī)充電。
4. 不要同時使用太多的應(yīng)用程序
多任務(wù)處理會產(chǎn)生大量熱量，所以最好一次使用一個應(yīng)用程序。下載一部電影后，再下載另一部，而不是同時下載兩到三部電影。在手機(jī)上少玩一些圖形密集型游戲，這會給你的電池帶來沉重的負(fù)擔(dān)。關(guān)閉所有您沒有使用的任務(wù)。比較消耗資源的那種應(yīng)用，不能打開就不打開。雖然你可能不認(rèn)為這是玩手機(jī)的一種有趣的方式，但這比電池爆炸要好。
5. 不要用厚箱子
外殼可以保護(hù)和裝飾手機(jī)。有些案例設(shè)計得很有趣。但是要小心不要選擇太厚的外殼，它們不利于手機(jī)的散熱。最重要的是，戴手機(jī)殼時不要過度使用手機(jī)，否則會越來越熱。皮卡丘手機(jī)套看起來確實(shí)很可愛。但是你也應(yīng)該注意是否太厚了。
鋰離子電池還能用嗎?
一些人認(rèn)為，電池爆炸可能是制造商將技術(shù)推向極限的結(jié)果。手機(jī)越大、功能越強(qiáng)，消耗的電量就越多，我們大多數(shù)人都希望電池盡可能長、越快充電越好。
康奈爾大學(xué)的材料科學(xué)家Lynden Archer說，鋰離子電池已經(jīng)達(dá)到了理論極限的90%。因此，手機(jī)制造商正在努力爭取盡可能長的電池壽命。
“智能手機(jī)制造商希望盡可能延長電池壽命。這有點(diǎn)像軍備競賽。”屠夫說。“因此，電池事故越來越有可能發(fā)生。”
也就是說，不要太擔(dān)心。你只需要看看數(shù)據(jù)就知道鋰離子電池相對安全。美國東北大學(xué)(Northeastern University)教授、鋰離子電池的先驅(qū)k·m·亞伯拉罕(K.M. Abraham)說，由于“全世界每天都有數(shù)十億部手機(jī)和電腦在使用”，事故發(fā)生的幾率相對較小。
“一般來說，手機(jī)著火的幾率非常非常小，”亞伯拉罕說。“鋰離子電池的故障率不到百萬分之一。”只是做個比較，根據(jù)國家海洋和大氣管理局，一個人一生中被閃電擊中的幾率是13000分之一。
雖然爆炸的可能性很小，但是你會為了安全放棄鋰離子電池嗎?這不太可能，布赫曼說。雖然安全性是個問題，但這只是設(shè)計電池時要考慮的幾個因素之一。其他因素大多與能量密度、電池壽命和充電性能有關(guān)。
鋰離子電池與競爭對手
“很難開發(fā)出比鋰離子電池更好的電池，”布赫曼說。但是鋰離子電池本身正在變得更好。
“有很多公司正在嘗試使用更好的材料來提高安全性，”亞伯拉罕說。新一代鋰離子電池將使用熔點(diǎn)更高的聚合物隔板，以防止熱量流失。“其他公司正在研究一種新的電解質(zhì)，這種電解質(zhì)在接觸空氣時不會著火。”他說。
雖然鋰離子電池代表了最高水平的設(shè)計，但一些公司正在研發(fā)新型電池，可能在安全性和性能方面超越鋰離子電池。
最有希望的競爭者是固態(tài)電池。這種電池中的電解質(zhì)是固體，而不是液體。它燃燒的可能性要小得多，因此有望成為一種超級穩(wěn)定、能量密度更高的電池，燃燒或爆炸的可能性很小。
位于密歇根州的Sakti3公司正在研究固態(tài)電池。2015年，吸塵器巨頭戴森公司以9000萬美元的價格收購了該公司。
聯(lián)合能源存儲研究中心主任喬治·克拉布特(George Crabtree)認(rèn)為，該公司的固態(tài)電池技術(shù)看起來很有前途，但是，如果它準(zhǔn)備推出一款可以在智能手機(jī)上使用鋰離子電池替代品，蘋果或三星電子巨頭可以提供十倍的價格。
盡管固態(tài)電池有很多優(yōu)點(diǎn)，但它也有一個很大的缺點(diǎn):鋰離子在固態(tài)電解質(zhì)中的移動速度比在液態(tài)電解質(zhì)中要慢得多。因此，給固態(tài)電池充電只能用“慢”來形容。
器，質(zhì)量有保證。鋰離子電池只能在2.5到3.65伏的電壓下充電。使用原裝充電器，保證電流正常。如果原充電器丟失，從授權(quán)零售商處購買。不要舍不得花錢，那只會輸?shù)粢环皱X。
