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為什么手機(jī)電池會(huì)爆炸呢?

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:814次  |  2021年08月18日  

原由1:陰陽(yáng)兩極親密接觸


三星Note7電池爆炸是因?yàn)樵诓糠质謾C(jī)上,原本不能互相接觸的電池陰陽(yáng)兩極觸碰到一起。不過(guò),這只是引起爆炸的原由之一,鋰離子電池爆炸也有其他常見的原由,而這緊要是因?yàn)槲覀儗?duì)手機(jī)性能要求越來(lái)越高。


要解釋電池爆炸的相關(guān)科學(xué)原理,我們首先要了解電池的工作原理。電池上都有兩個(gè)電極,其中一個(gè)電極含正電離子,被稱為陰極。陰極里洋溢鋰元素,它是燃料存儲(chǔ)的地方。另一個(gè)相對(duì)的電極含負(fù)電離子,被稱為陽(yáng)極。


在充電過(guò)程中,鋰離子會(huì)從陰極移動(dòng)到陽(yáng)極。而電池在使用過(guò)程中(放電),鋰離子的運(yùn)動(dòng)方向則正相反。陰陽(yáng)兩級(jí)之間會(huì)存在一種名為電解質(zhì)的化學(xué)物質(zhì),它能夠幫助電離子移動(dòng),傳導(dǎo)電流。雖然鋰離子的運(yùn)動(dòng)的電池的緊要做功方式,但它們不能抄近路,即正負(fù)兩極不能接觸。而為了戒備這種情況發(fā)生,電池制造商一般會(huì)在陰陽(yáng)兩極之間放上隔板。


而Note7的爆炸元兇正是這個(gè)隔板,隔板出現(xiàn)了缺陷,正負(fù)兩極發(fā)生親密接觸,電能筆直流向中間的電解質(zhì)而非兩側(cè)的電極,隨后就是嘭的一聲電池爆炸了。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

電解質(zhì)本身其實(shí)并不穩(wěn)定,因此電離子移動(dòng)中也會(huì)受干擾變得不穩(wěn)定。當(dāng)有大量熱量出現(xiàn)(無(wú)論是內(nèi)部還是外部),電解質(zhì)就有可能與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),出現(xiàn)氣體并釋放更多熱量。倘若這一過(guò)程沒(méi)能得到有效控制,就會(huì)出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象,隨后等待電池的就是爆炸或起火。


原由2:過(guò)度充電和充電過(guò)快


這也是廠商在設(shè)備中加入過(guò)熱關(guān)機(jī)機(jī)制的原由。不過(guò)這只是引起爆炸的一種原由,有時(shí)電池過(guò)度充電或充電過(guò)快也會(huì)引發(fā)危險(xiǎn)。


過(guò)度充電就像在桶中灌入過(guò)多的水。對(duì)水桶來(lái)說(shuō),水多了就多了,滿了流出去就是,但電池可不行。過(guò)度充電時(shí),會(huì)有過(guò)多的鋰元素進(jìn)入陽(yáng)極。當(dāng)然,一般人也不必?fù)?dān)心,從理論上來(lái)說(shuō),你放在床頭充了一夜的手機(jī)并不會(huì)有什么問(wèn)題,因?yàn)閺S商的設(shè)計(jì)會(huì)自動(dòng)戒備電池出現(xiàn)過(guò)充。真正導(dǎo)致電池出問(wèn)題的原由是制造商在加工過(guò)程中的疏忽,它們的電池電路出了問(wèn)題,無(wú)法阻止過(guò)度充電。


普林斯頓大學(xué)材料專家斯坦加特表示,電池就像一個(gè)橡皮筋,充電時(shí),就猶如你在拉伸橡皮筋,而使用電池時(shí),就猶如在釋放它。倘若你將橡皮筋拉得太緊,它就會(huì)筆直斷掉。

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標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備

此外,充電過(guò)快也是造成爆炸的另一個(gè)原由。在短時(shí)間內(nèi)向電池充入太多的電能必然會(huì)為電池帶來(lái)巨大壓力,倘若電池發(fā)生短路,就會(huì)引起危險(xiǎn)。


倘若把電池比喻為兩個(gè)盛放雞蛋的板條箱,那么充電時(shí)鋰離子要在這兩個(gè)雞蛋板條箱之間穿梭,以便穩(wěn)妥地堆積在里面。倘若緩慢充電,鋰離子有足夠的時(shí)間在板條箱里找到自己的位置。但是,倘若充電過(guò)快,或者充電過(guò)度,鋰離子就會(huì)手忙腳亂,最終在板條箱外面堆積起來(lái)。倘若每次都發(fā)生此類現(xiàn)象,鋰離子在箱外的堆積會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重并最終導(dǎo)致電池短路。


原由3:高電壓


引起電池事故的另一個(gè)常見原由是高電壓,利用這種手法,廠商能讓電池存儲(chǔ)更多電能。電壓和電流就像瀑布和水流,瀑布越高,下面的流水就越多。同理,電壓越高,電池里存儲(chǔ)的電能就越多。所以,制造商試圖通過(guò)在電池中加入像鎳等元素使電壓升高。不過(guò),電壓越高,電解質(zhì)越容易出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng),繼而導(dǎo)致起火或爆炸。


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