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文章开始前 , 先听歌也许大家都看过的笑话 。几个手机聚在一起打牌:
小米:“我出5”魅族:“我出6”
苹果:“我出7”荣耀:“我出8”
华为:“我出9”三星:“我炸!”
大伙:要不起…(集体沉默)
虽然这个段子是个玩笑 , 但是三星Note7手机电池的爆炸事件还是引起了很多人的关注 , 就连现在国内国外的很多航空公司都开始禁止托运Note7手机或者是在飞机上使用该手机 。也许大家会问 , 电池为什么会爆炸呢?
昨天晚上在贴吧热传的三星Note7第7爆时间 , 发送地点在沈阳 , 具体发生原因未知
——三星Note7手机电池为什么会爆炸
三星电子手机业务相关负责表示 , Note7爆炸的主要是由于采用了存在缺陷的电池所致 。采用SamsungSDI的锂电池的Note7因电池电芯内部的一个设计缺陷就存在严重发热甚至是爆炸的风险 。
虽然对此事件的技术细节三星没有对此给出更多的描述 , 但是最近有SDI(Note7电池供应商)的内部人士也表示 , 爆炸是由于电池R角位出现了正负极短路的问题 , 如何理解呢?
大家都知道 , 锂电池一般结构分为正级、电解液、负极 , 在电解液与正负极之间会有一层隔膜 , 三星Note7手机部分机型电池出问题的就是这个隔膜不合格 , 不合格的隔膜有可能造成阴阳极直接接触 , 一旦接触就相当于正负极短路 , 轻则自燃 , 重则爆炸!
聚合物锂离子电池隔膜结构示意图
当内部出现短路后开始发热 , 此时电池某一部分温度升高 , 进而导致其他部分温度升高 , 当发热的部件越来越多最终导致恶性循环 , 电池内部的电解质开始膨胀并形成蒸汽 , 最终导致电池内部压力过大而爆炸 。事实上 , 今天早上还有小伙伴在微信上问我 , 他的一款旧手机后盖被电池顶出了一个泡 , 是否还可以用的时候 , 我干脆地告诉他马上安全地处理它 。
虽然目前锂电池技术没有什么大的突破 , 用的还是几十年前的技术 , 续航能力一直在拖电池产品的后腿 , 有变化的只是在制作工艺和封装工艺方面有所优化 , 但是锂电池技术本身已经非常成熟了 , 设计和做工出色 , 质量合格的产品爆炸的几率还是非常非常低的 。
——手机电池爆炸的其他原因
我们现在使用的手机电池大多是锂离子电池 , 引起锂离子电池爆炸的常见原因除了上面提到的短路过热外 , 还有一种原因是机械损坏 。
机械损坏好理解 , 就是挤压电池引起了内部短路 。大家都知道 , 现在手机越来越薄 , 导致电池内部外壳和正负级之间的隔膜越来越薄 , 这就为电池安全埋下了隐患 , 如果物理损坏导致隔膜损坏 , 同样能引起短路和电池内部过热 。
软包叠片式锂离子电池结构示意图
但是需要特别提到 , 不管哪种原因引起的电池内部失控 , 不同电池电芯的表现形式是有区别的 , 会起火但并不一定会爆炸 , 如果能做到这一点也会安全不少 。
——工业这样如何预防电池过热
如今电池的应用无所不在 , 很多电子产品都需要它 。那么在工业制造和设计上 , 为了避免电池出现燃烧和爆炸现象 , 锂离子电池会采用不同的安全技术 , 例如内部设置热敏电阻或热熔断器 , 在过热的时候断开电路 。
设置安全阀:在防止电池爆炸采取的措施上 , 最为传统的是为电池设置安全阀 。当电池内压过大时 , 气体可以通过安全阀逃逸出去 , 从而阻止爆炸发生 。
电池外壳做薄:除此之外 , 还有一些其他看似笨的聪明办法 , 如把电池外壳做薄 , 电池外壳越薄能够承受的压力就变得更小 , 电池内部压力过大时 , 不要特别大的压力就会让外壳爆裂 , 相当于形成了一个安全阀 。试想非常大的压力+非常厚的外壳 , 这样的设计一旦爆炸就无疑于口袋里的小炸弹一枚了 。
抗燃型电解质:另外还有使用抗燃型电解质 , 一定程度上可以缓解爆炸燃烧导致的损失 。目前锂离子电池一般使用低沸点、低燃点的电解质 , 一旦电池受到损坏 , 电解质暴露在空气中 , 很可能会产生爆炸 。不过要想电池电解质具备理想的工作状态 , 在遇热或明火时又不燃烧 , 这在目前则很难实现 。
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