手機電池為什麼會爆炸?原因出在這...

手機電池為什麼會爆炸?

由於電池爆炸問題,三星近日宣佈在全球範圍召回Galaxy Note 7。智慧型手機為什麼還會發生爆炸呢?《連線》網站撰文稱三星事件提醒了人們電池技術仍是隱患因素,並詳解了電池的運行方式和手機的安全機制。以下是文章 主要內容:日前三星證實宣布召回數百萬部Galaxy Note 7手機。背後的原因聽起來它更像是出自特克斯·艾弗里(Tex Avery)的卡通片,而非我們的現實:許多人報告稱設備出現過熱,燃燒,甚至爆炸。



與其它的同類事件一樣,罪魁禍首是電 池。正是因為電池問題,Galaxy Note 7被召回,電動滑板車一直都被認為是危險產品,波音必須要將787停在舖有泊油碎石的飛機跑道上,每隔一段時間就會出現有關智慧型手機或者筆記型電腦爆炸 的報導。事實上,三星事件不尋常的地方只有規模,以及該公司激進的回應。三星還沒有公佈該事故發生的具體原因,但專家們認為原因可能有很多。歸根究底,都 是鋰離子電池問題。

Galaxy Note 7
Galaxy Note 7。

【電池如何運作】

要理解鋰離子電池為什麼頻頻引發事故,我們需要對它們的運作方式有個大概的了解。它們有3個主要組成 部分:一端陽極,一端陰極,以及兩端之間的電解質。電壓產生後,會驅使鋰離子從一端轉向另一端,進而充電和放電。這一過程絕大部分時間都不會引發問題。但 一旦有問題出現,問題會變得非常嚴重,且會快速惡化。



「有幾件危險的事情可能會發生。」阿貢國家實驗室儲能研究聯合中心主任 喬治·克拉布特里(George Crabtree)指出,「其中一件是過度充電,這會導致發熱,進而導致陽極發生多餘的化學反應。」這個問題在放電時也可能會發生。克拉布特里說,陰極包 含氧化物,氧化物能夠與電解質中的有機材料結合,然後產生熱量。混有雜質的「劣質」電池也有可能導致預想不到的後果。

如果你 覺得「多餘的化學反應」是不祥預兆,你沒錯,特別是在它們引起熱逃逸的時候。「釋放出的熱量太多,以致於溫度上升,化學反應因而變得更加快速。」克拉布特 里說道,「那是大家都擔心的問題。」那是因為該問題最終會導致你的口袋著火。一旦放熱反應達到150攝氏度左右,它就會持續進行,直至有東西著火。

這 些問題並不一定在你第一次給智慧型手機充電時就會發生;它們會慢慢形成。「你得到的電池在經過很多個充放電週期後可能會變得沒那麼強健。」克拉布特里說, 「電解質中的某種合成錯誤,又或者電極開始累加,都會引發小型的化學反應。久而久之,你就會遭遇嚴重的化學反應。」出錯的東西越多,會造成破壞的化學反應 就會越多。簡單來說,鋰離子電池非常複雜,一旦出錯就會引發嚴重的後果。

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三星note系列手機爆炸和自燃時有所聞。

【安全機制】

電池製造商知道這一點,三星和它的供應商亦然。所以他們實施了安全機制來防止事故發生。「電池本身含有一 個芯片,該芯片是旨在防止事故發生的保護電路。」在線維修社區和零部件零售商iFixit聯合創始人兼CEO凱爾·韋恩斯(Kyle Wiens)說道。iFixit最近對Galaxy Note 7進行了拆解,檢驗了該款手機所有的內部元件。韋恩斯在拆解後指出,可以說沒有一樣東西必定會導致Galaxy Note 7的過熱問題。他說,該手機是有一些潛在的危險信號;一方面,它使用高電壓電池,另一方面它的玻璃後殼的散熱效果沒有金屬後殼那麼好。不過,我們沒有理由 認為那些因素是過熱問題的核心原因,尤其是考慮到類似的智慧型手機並沒有發生爆炸。「相比前幾代產品,Galaxy Note 7並沒有明顯的不同。」韋恩斯指出。

目前來看,保護電路似乎沒有起到作用。正常情況下,一旦電池達到特定問題,保護電路會馬 上關閉電池。但這一點也無法百分百肯定。一方面,三星方面還沒有透露具體的原因,只是說「電池問題」。另一方面,該公司很有可能是同時從幾家供應商採購電 池。我們不知道是誰提供了有問題的電池;我們只知道召回行動適用於所有在中國以外地區出售的Galaxy Note 7。不管怎麼樣,現有的安全防護措施顯然不是不會出錯。不過,那也不意味著我們一輩子都要面臨設備爆炸的問題。


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三星S3也爆炸過。

【電池的新研發方向】

克拉布特里說,「以汽油為例,我們喜歡它,是因為我們能夠將其燃燒,產生大量的能量來驅動我們的 汽車行駛。同樣地,由於我們喜歡它的原因,它很危險。」鋰離子電池並不是這樣。它們的可燃性並不是內在屬性;它是一種沒有人願意看到的副反應。克拉布特里 指出,「原則上,你可以設計出完全沒有那些副反應的電池。」目前,那一方向已經有進展。

今年早些時候,斯坦福大學研究人員發 布論文,提出一種當電池溫度上升時將其關閉的被動方法:隔膜,在發熱環境中會慢慢擴張,能夠擴張到足以關閉電流的程度。一直以來,我們都需要在有效性和安 全性之間做出權衡,不過權衡正變得越來越小了。韋恩斯說,「我們針對電池的努力大部分都是圍繞它的安全方面。」這並不能給Galaxy Note 7的用戶帶來幫助。但至少,未來電池引發的爆炸事件有望大大減少。

三星道歉。


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