鋰離子電池在智能手機(jī)，筆記本電腦和電動(dòng)汽車中安裝數(shù)十億次。它們因其高能量密度而受到重視。但鋰離子電池在過去幾年也引起了負(fù)面新聞：圖像顯示筆記本電腦燜燒，智能手機(jī)燒壞。“燃燒”電池內(nèi)部會(huì)發(fā)生什么，這可以防止嗎？

由于他們首先在攝像機(jī)來到世紀(jì)90年代初，鋰離子電池已經(jīng)開始在全球范圍內(nèi)的成功：今天，數(shù)以億計(jì)的這種電池的智能手機(jī)和筆記本電腦每年建成，而且在電動(dòng)汽車和飛機(jī)找到他們。“鋰離子技術(shù)實(shí)際上首先使智能手機(jī)和筆記本電腦成為可能，”研究人員說。“與其他電池相比，它們具有迄今為止最高的能量密度。”

但是，如果電池內(nèi)部發(fā)生短路，這種性能也可能是有害的。這是非常罕見的，數(shù)十億的電池只有幾十個(gè)受到影響-但是通過媒體一遍又一遍地反復(fù)出現(xiàn)熔化甚至爆炸的鋰離子電池的圖像。

與其他電池一樣，鋰離子電池由兩個(gè)電極組成。負(fù)極，陽極和正極，即陰極，通過所謂的隔膜分離，所述隔膜可透過鋰離子。電極之間的空間另外填充有電解質(zhì)。電解質(zhì)是液體，鋰離子應(yīng)盡可能自由地移動(dòng)，但不導(dǎo)電。

在新充電的智能手機(jī)或筆記本電腦中，鋰最初是陽極上的電中性鋰原子形式。陽極材料由石墨組成，其中嵌入鋰。如果手機(jī)或計(jì)算機(jī)正在消耗電力，則會(huì)發(fā)生以下情況：在電池內(nèi)部，鋰離子通過電解質(zhì)而隔板到達(dá)陰極再次存儲(chǔ)。同時(shí)，陽極材料發(fā)射電子，該電子也通過外部電路流到陰極。

在充電過程中，該過程被反轉(zhuǎn)：現(xiàn)在，由于施加的電壓比所述電壓在電池盛行時(shí)，鋰離子移動(dòng)回到陽極和存儲(chǔ)在那里。“電池充電是因?yàn)殛枠O處的鋰電位更高，”Figgemeier解釋道。所以你必須施加能量將鋰從陰極帶到陽極-相反，能量被釋放。鋰離子特別好，因?yàn)樗鼈兛梢栽陔姵刂挟a(chǎn)生特別大的電位，即大約4伏。對(duì)于其他電池，這些電位并不高。“具有如此高的能量密度，基本上可以釋放更多的能量。可能發(fā)生在你身上的最糟糕的事情是四伏短路。“

當(dāng)不受控制的電流在陰極和陽極之間流動(dòng)時(shí)發(fā)生短路，因?yàn)閮蓸O之間的電壓下降到接近零-例如因?yàn)閮蓚€(gè)電極接觸或者由于它們之間的金屬連接。“然后，能夠在很短的時(shí)間內(nèi)非常有選擇地釋放能量。溫度在這些點(diǎn)上升得非常高，并且電池可以以超過有機(jī)電解質(zhì)的著火溫度的方式加熱，“Figgemeier描述了該過程。“當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，它確實(shí)會(huì)發(fā)生變化，因?yàn)殡娊赓|(zhì)會(huì)大量降解，從而釋放更多的能量，并且還會(huì)從陰極提供氧氣，從而在內(nèi)部釋放氧氣。