鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:993次 | 2018年11月15日
探究電池會(huì)爆炸起火的原因
現(xiàn)在的手機(jī)電池都是鋰電池了,鋰是化學(xué)周期表上直徑最小也最活潑的金屬,體積小所以容量密度高。鋰的化學(xué)特性太活潑,鋰金屬暴露在空氣中時(shí),會(huì)與氧氣產(chǎn)生激烈的氧化反應(yīng)而爆炸。為了提升安全性及電壓,科學(xué)家們發(fā)明了用石墨及鈷酸鋰(還有磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料)等材料來(lái)儲(chǔ)存鋰。
一、手機(jī)電池為什么會(huì)出問(wèn)題
這些材料的分子結(jié)構(gòu),形成了納米等級(jí)的細(xì)小儲(chǔ)存格子,可用來(lái)儲(chǔ)存鋰原子。這樣一來(lái),即使是電池外殼破裂,氧氣進(jìn)入,也會(huì)因氧分子太大,進(jìn)不了這些細(xì)小的儲(chǔ)存格,使得鋰原子不會(huì)與氧氣接觸而避免爆炸。
鋰離子電池充電時(shí),正極的鋰原子會(huì)失去電子成為鋰離子。鋰離子經(jīng)由電解液(或者聚合物)游到負(fù)極去,進(jìn)入負(fù)極的儲(chǔ)存格,并獲得一個(gè)電子,還原為鋰原子。放電時(shí),整個(gè)程序倒過(guò)來(lái)。電池內(nèi)會(huì)再加上一種擁有眾多細(xì)孔的隔膜紙,來(lái)防止短路。好的隔膜紙還可以在電池溫度過(guò)高時(shí),自動(dòng)關(guān)閉細(xì)孔,讓鋰離子無(wú)法穿越,防止危險(xiǎn)發(fā)生。
但是在實(shí)際使用中,發(fā)生外部短路時(shí),電池溫度會(huì)急劇升高造成電解液汽化,把電池外殼漲破,鋰遇到空氣中的氧氣起火燃燒。如果沒有發(fā)生外部短路,但是電池在制造的時(shí)候不夠精細(xì),有小雜質(zhì)刺透隔膜紙,造成內(nèi)部短路,問(wèn)題嚴(yán)重的時(shí)候,也會(huì)出現(xiàn)起火爆炸。
還有一種情況,是過(guò)充。在過(guò)充情況下,負(fù)極會(huì)產(chǎn)生很多針狀鋰金屬結(jié)晶,這些結(jié)晶也會(huì)刺破隔膜紙,造成內(nèi)部短路,從而起火爆炸。
此外,高溫、撞擊、刺破都有可能破壞隔膜,甚至讓鋰直接接觸空氣中的氧氣起火爆炸。
需要指出的是,在內(nèi)部短路的情況下,問(wèn)題往往是突然發(fā)生的。你昨天晚上不小心過(guò)充了,內(nèi)部發(fā)生短路,但是電池的熱量在慢慢積累。
等到你第二天中午把手機(jī)放在兜里面,熱量積累到一定程度,短路更加嚴(yán)重,才會(huì)造成手機(jī)起火或者爆炸,之前沒有任何預(yù)警。
電池
二、如何防范問(wèn)題出現(xiàn)
通常,我們使用的鋰電池有鋰離子聚合物和鋰離子電池兩種,前者沒有電解液,出問(wèn)題是先膨脹,脹破外殼才會(huì)起火,不會(huì)突然爆炸,有一定預(yù)警性,相對(duì)安全一點(diǎn)。我們?cè)诳梢赃x擇的情況下,盡量購(gòu)買這種電池。
對(duì)于用戶來(lái)說(shuō),日常充電最好使用手機(jī)直接充電(即使電池可拆卸),并且采用原裝充電器進(jìn)行充電。盡量避免用第三方充電器,或者萬(wàn)能充(對(duì)可拆卸電池來(lái)說(shuō))。
遇到手機(jī)突然嚴(yán)重發(fā)熱且熱源為電池的情況,立即將手機(jī)遠(yuǎn)離身體,避免身體傷害。
鋰電池目前還沒有辦法能保證100%安全,所有使用鋰電池的設(shè)備都可能起火燃燒爆炸,我們能做的是盡可能減小這種概率。