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寻找手机爆炸元凶

刘波 《 人民周刊 》(

    去年,某款手机电池的爆炸事件一再将“使用手机的安全性”拉回大众视野,也使得原本有许多创新元素的手机被蒙上了阴影。手机究竟为什么会发生爆炸?现在我们就来寻找手机爆炸的元凶。

    元凶——手机锂电池

    此番手机爆炸元凶是其中的锂电池。由于电池芯存在瑕疵,阴极和阳极反常相遇,导致电池芯过热而爆炸。智能手机中的锂电池和我们平时所用的普通电池完全不同,它主要依靠其中的锂材料提供电能,不仅能反复充电,还可直接整合到电子设备中,并且具有高效存储电能缓慢放电的特性,因此成为非常流行的电池,被广泛应用于笔记本电脑、智能手机、平板电脑等设备。想要对爆炸原因一探究竟,那就必须了解锂电池的工作原理。

    锂电池的工作原理

    锂电池是一类以锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。

    充电时,在外加电场作用下,正极材料钴酸锂中的锂原子变成锂离子,从正极移动到负极,与负极碳原子发生化学反应,并“稳定”地嵌入到负极的石墨层状结构中。从正极转移到负极的锂离子越多,电池可以存储的能量就越多。

    放电时则刚好相反,内部电场转向,锂离子从负极脱离出来,又跑回到正极,重新变成钴酸锂。从负极转移到正极的锂离子越多,电池可以释放的能量就越多。

    在每一次充放电循环过程中,锂离子充当了电能的搬运载体,周而复始地从正极→负极→正极来回移动,与正、负极材料发生化学反应,实现电荷的转移,将化学能和电能相互转换,这就是锂电池的基本原理。

    多种原因导致爆炸

    由于非水电解质、隔离膜等都是电子的绝缘体,所以这个循环过程中,并没有电子在正负极之间来回移动,它们只参与电极的化学反应。

    锂电池中不仅有锂化合物,还有负极材料、电解液、外壳,锂材料只占电池重量的2%左右。锂电池本来能量就不多,为了稳定还有大约50%的电量不能释放。

    手机制造商为了提高手机续航能力,打造超薄机身,就会缩减电池的隔膜材料,从而对制造工艺要求就会越高,稍微的瑕疵就会引发质量问题。比如,充电过程中的失误导致热失控是锂电池最常见的爆炸原因。另外,温度过高、制造失误、发生跌落,都可能会引发电池燃烧或爆炸。

    制造手机爆炸的元凶是其中的锂电池,而要想让锂电池帮助智能手机实现高续航、超薄、大屏幕,还有很长的一段路要走。

    锂电池的应用前景

    大容量锂电池已在电动汽车中开始试用,预计将成为21世纪电动汽车的主要动力电源之一,并将在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用。随着能源越来越紧缺,以及全世界环保方面的压力越来越大,锂电池将被广泛应用于电动车行业,特别是磷酸铁锂材料电池的出现,更强有力地推动了锂电池产业的发展和应用。

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