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手機電池為什么會爆炸?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年11月25日  

文章開始前,先聽歌也許大家都看過的笑話。幾個手機聚在一起打牌:


小米:“我出5”魅族:“我出6”


蘋果:“我出7”榮耀:“我出8”


華為:“我出9”三星:“我炸!”


大伙:要不起…(集體沉默)


雖然這個段子是個玩笑,但是三星Note7手機電池的爆炸事件還是引起了很多人的關注,就連現在國內國外的很多特種公司都開始禁止托運Note7手機或者是在飛機上使用該手機。也許大家會問,電池為什么會爆炸呢?


昨天晚上在貼吧熱傳的三星Note7第7爆時間,發送地點在沈陽,具體發生原因未知


——三星Note7手機電池為什么會爆炸


三星電子手機業務相關負責表示,Note7爆炸的主要是由于采用了存在缺陷的電池所致。采用SamsungSDI的鋰電池的Note7因電池電芯內部的一個設計缺陷就存在嚴重發熱甚至是爆炸的風險。


雖然對此事件的技術細節三星沒有對此給出更多的描述,但是最近有SDI(Note7電池供應商)的內部人士也表示,爆炸是由于電池R角位出現了正負極短路的問題,如何理解呢?


大家都知道,鋰電池一般結構分為正級、電解液、負極,在電解液與正負極之間會有一層隔膜,三星Note7手機部分機型電池出問題的就是這個隔膜不合格,不合格的隔膜有可能造成陰陽極直接接觸,一旦接觸就相當于正負極短路,輕則自燃,重則爆炸!


聚合物鋰離子電池隔膜結構示意圖


當內部出現短路后開始發熱,此時電池某一部分溫度升高,進而導致其他部分溫度升高,當發熱的部件越來越多最終導致惡性循環,電池內部的電解質開始膨脹并形成蒸汽,最終導致電池內部壓力過大而爆炸。事實上,今天早上還有小伙伴在微信上問我,他的一款舊手機后蓋被電池頂出了一個泡,是否還可以用的時候,我干脆地告訴他馬上安全地處理它。


雖然目前鋰電池技術沒有什么大的突破,用的還是幾十年前的技術,續航能力一直在拖電池產品的后腿,有變化的只是在制作工藝和封裝工藝方面有所優化,但是鋰電池技術本身已經非常成熟了,設計和做工出色,質量合格的產品爆炸的幾率還是非常非常低的。


——手機電池爆炸的其他原因


我們現在使用的手機電池大多是鋰離子電池,引起鋰離子電池爆炸的常見原因除了上面提到的短路過熱外,還有一種原因是機械損壞。


機械損壞好理解,就是擠壓電池引起了內部短路。大家都知道,現在手機越來越薄,導致電池內部外殼和正負級之間的隔膜越來越薄,這就為電池安全埋下了隱患,如果物理損壞導致隔膜損壞,同樣能引起短路和電池內部過熱。


軟包疊片式鋰離子電池結構示意圖


但是需要特別提到,不管哪種原因引起的電池內部失控,不同電池電芯的表現形式是有區別的,會起火但并不一定會爆炸,如果能做到這一點也會安全不少。


——工業這樣如何預防電池過熱


如今電池的應用無所不在,很多電子產品都需要它。那么在工業制造和設計上,為了避免電池出現燃燒和爆炸現象,鋰離子電池會采用不同的安全技術,例如內部設置熱敏電阻或熱熔斷器,在過熱的時候斷開電路。


設置安全閥:在防止電池爆炸采取的措施上,最為傳統的是為電池設置安全閥。當電池內壓過大時,氣體可以通過安全閥逃逸出去,從而阻止爆炸發生。


電池外殼做薄:除此之外,還有一些其他看似笨的聰明辦法,如把電池外殼做薄,電池外殼越薄能夠承受的壓力就變得更小,電池內部壓力過大時,不要特別大的壓力就會讓外殼爆裂,相當于形成了一個安全閥。試想非常大的壓力+非常厚的外殼,這樣的設計一旦爆炸就無疑于口袋里的小炸彈一枚了。


抗燃型電解質:另外還有使用抗燃型電解質,一定程度上可以緩解爆炸燃燒導致的損失。目前鋰離子電池一般使用低沸點、低燃點的電解質,一旦電池受到損壞,電解質暴露在空氣中,很可能會產生爆炸。不過要想電池電解質具備理想的工作狀態,在遇熱或明火時又不燃燒,這在目前則很難實現。


——什么手機電池才較為安全呢?


曾經有專業人士爆料說,三星Note7使用的是鋰離子電池,雖然小編沒有去實際驗證真假,但是鋰離子電池和聚合物鋰離子電池又存在哪些區別呢?


通俗點講吧!鋰離子電池分為液態鋰離子電池和聚合物鋰離子電池(簡稱聚鋰電池)。兩者的區別就在于采用的電解質形態上。


三星Note7手機拆解,可以看到內部的鋰離子電池


液態鋰離子電池使用了液體電解質,聚合物鋰離子電池則使用了固態的“電解質”,也就是說用“干態”或“膠態”的固體聚合物電解質來代替液態電解質,在成本是上,鋰離子電池比聚合物的要低一些,而且還具備容量大、壽命更長、不存在漏液問題等一系列優點。


而對于三為什么采用液態鋰離子電池的做法,也有消費者在三星官網的LiveChat上詢問過技術專家,對方說:三星采用傳統鋰離子電池而非聚鋰電池,是因為聚鋰電池有高電阻的問題,而且與其他更加成熟的電池技術相比,聚鋰電池充電時間較長,最大放電速率較低。由此看開,不同商家選擇不同電池也有各自的觀點了,也不存在絕對的說好誰壞。


給大家幾個安全用電池的建議:


別在溫度過高或過低(<0℃)環境中充電;


整夜充電時最好取掉手機套;


充電時手機旁邊不能防止易燃物;


不在車里、家里等無人看守環境下充電;


盡量不要擠壓、摔打電池;


盡可能使用原裝充電器或大牌兼容充電器;

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