鉅大LARGE | 點擊量:821次 | 2021年08月18日
為什么手機電池會爆炸呢?
原由1:陰陽兩極親密接觸
三星Note7電池爆炸是因為在部分手機上,原本不能互相接觸的電池陰陽兩極觸碰到一起。不過,這只是引起爆炸的原由之一,鋰離子電池爆炸也有其他常見的原由,而這緊要是因為我們對手機性能要求越來越高。
要解釋電池爆炸的相關科學原理,我們首先要了解電池的工作原理。電池上都有兩個電極,其中一個電極含正電離子,被稱為陰極。陰極里洋溢鋰元素,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。
在充電過程中,鋰離子會從陰極移動到陽極。而電池在使用過程中(放電),鋰離子的運動方向則正相反。陰陽兩級之間會存在一種名為電解質的化學物質,它能夠幫助電離子移動,傳導電流。雖然鋰離子的運動的電池的緊要做功方式,但它們不能抄近路,即正負兩極不能接觸。而為了戒備這種情況發(fā)生,電池制造商一般會在陰陽兩極之間放上隔板。
而Note7的爆炸元兇正是這個隔板,隔板出現了缺陷,正負兩極發(fā)生親密接觸,電能筆直流向中間的電解質而非兩側的電極,隨后就是嘭的一聲電池爆炸了。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
電解質本身其實并不穩(wěn)定,因此電離子移動中也會受干擾變得不穩(wěn)定。當有大量熱量出現(無論是內部還是外部),電解質就有可能與其他物質發(fā)生化學反應,出現氣體并釋放更多熱量。倘若這一過程沒能得到有效控制,就會出現熱失控現象,隨后等待電池的就是爆炸或起火。
原由2:過度充電和充電過快
這也是廠商在設備中加入過熱關機機制的原由。不過這只是引起爆炸的一種原由,有時電池過度充電或充電過快也會引發(fā)危險。
過度充電就像在桶中灌入過多的水。對水桶來說,水多了就多了,滿了流出去就是,但電池可不行。過度充電時,會有過多的鋰元素進入陽極。當然,一般人也不必擔心,從理論上來說,你放在床頭充了一夜的手機并不會有什么問題,因為廠商的設計會自動戒備電池出現過充。真正導致電池出問題的原由是制造商在加工過程中的疏忽,它們的電池電路出了問題,無法阻止過度充電。
普林斯頓大學材料專家斯坦加特表示,電池就像一個橡皮筋,充電時,就猶如你在拉伸橡皮筋,而使用電池時,就猶如在釋放它。倘若你將橡皮筋拉得太緊,它就會筆直斷掉。
此外,充電過快也是造成爆炸的另一個原由。在短時間內向電池充入太多的電能必然會為電池帶來巨大壓力,倘若電池發(fā)生短路,就會引起危險。
倘若把電池比喻為兩個盛放雞蛋的板條箱,那么充電時鋰離子要在這兩個雞蛋板條箱之間穿梭,以便穩(wěn)妥地堆積在里面。倘若緩慢充電,鋰離子有足夠的時間在板條箱里找到自己的位置。但是,倘若充電過快,或者充電過度,鋰離子就會手忙腳亂,最終在板條箱外面堆積起來。倘若每次都發(fā)生此類現象,鋰離子在箱外的堆積會越來越嚴重并最終導致電池短路。
原由3:高電壓
引起電池事故的另一個常見原由是高電壓,利用這種手法,廠商能讓電池存儲更多電能。電壓和電流就像瀑布和水流,瀑布越高,下面的流水就越多。同理,電壓越高,電池里存儲的電能就越多。所以,制造商試圖通過在電池中加入像鎳等元素使電壓升高。不過,電壓越高,電解質越容易出現化學反應,繼而導致起火或爆炸。
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