多起“炸機”事件后,三星Note 7幾乎成了“過街老鼠”,中美日各大航空公司紛紛以電池存在安全隱患為由封殺Note 7。盡管在幾次三番的表態中,三星與其電池供應商SDI在電池是否是爆炸元兇的問題上說法不一,前后矛盾,但手機電池安全還是毫無意外地被推上了風口浪尖。
手機電池為何會發生爆炸呢?
在了解這一問題之前,我們需要了解電池的工作原理。電池相對的兩側有兩個電極(或叫電導體)。其中一個電極含正電離子,被稱為陰極。陰極里充滿鋰元素,它是“燃料”存儲的地方。另一個相對的電極含負電離子,被稱為陽極。
在充電期間,鋰離子從陰極移動到陽極。當電池使用時,鋰離子向相反的方向移動。在陰極和陽極之間的是被稱為電解質的化學物質,它們能夠幫助電離子移動,傳導電流。雖然電離子需要從一側移動到另一側,但陰陽兩極本身絕對不能接觸。為了防止這種情況發生,電池制造商在陰陽兩極之間插入了隔板。
若隔板有缺陷,陰陽兩極觸碰到一起,電能直接流向中間的電解質而非兩側的電極, 這樣就有可能會引起火花,甚至可能發生爆炸。電解質本身是不太穩定的,電離子在其中的移動也會不穩定。當有大量的熱量產生時——無論是通過兩個電極互相接觸還是僅僅因為外部過熱——電解質可能會與其他化學物質發生反應,產生氣體,釋放更多的熱量。隨著化學反應的反復發生,氣體以越來越快的速度釋放越來越多的熱量。這個過程將產生“熱失控”,并可能導致起火。
這就是為什么許多手機在過熱時會自動關機。但電池爆炸也可能是因為其他的原因。電池過度充電或充電過快都可能導致電池起火或者爆炸。
過度充電就像在水桶里裝入太多的水。水桶里裝入太多水不要緊,因為水會溢出。但對于電池來說,過度充電時,會有過多的鋰元素進入陽極。過度充電并非是因為你將手機充了一整夜的電——大多數電池被設計成自動防止過度充電,而是因為制造商在生產過程中的差錯導致電池電路出現故障,以至于不能阻止過度充電。
電池就像一個橡皮筋。當你對電池進行充電時,就好像你在拉伸橡皮筋;當你使用電池時,就好像你在釋放它。如果你將橡皮筋拉得太緊,它就會斷裂。
現在,我們所用的手機屏幕越大、功能越強大,就需要越多的能量,而我們大多數人總是希望電池續航時間越長越好,充電速度越快越好。雖然我們已經可以使鋰電池續航時間達到極限值的近90%,但這仍不能滿足人們的需求。
科學家正在研究新型電解質
一些科學家正在試圖開發一種不容易起火的電解質。這些電解質被稱為“離子液體”。與一般電解質相比,“離子液體”需要更多的熱量才會形成可燃氣體。這種新型電解質要安全得多,但也有可能縮短電池續航時間。
默尼化工科技(上海)有限公司,是一家集科研、生產、貿易于一體的高新技術企業。公司專注于新材料——離子液體的研制開發、規模化生產、應用推廣和銷售,有近千種離子液體的合成技術,可實現個性化定制。