三星Note 7手机的电池爆炸事件,导致了三星股价跌跌不休;才发布两个星期的新机就被召回,还有消息爆料三星将会“封杀”Note 7,Note 8将会直接发布。而在上周,美国等多家国际航空公司都发出对三星Note 7 的限制措施,如美国航空管理局就警告消费者,不要在飞机上打开Note 7的手机或是充电,甚至不要放在托运的行李中。手机电池爆炸,不仅是三星,苹果等智能手机也有用户在充电时发生爆炸,为什么手机电池如此容易发生爆炸或是起火事件呢?接下来小编将给大家揭开面纱。
什么是锂电池?
锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池,并且是可以充电的。锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
锂金属电池的安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池,但是由于其自身的高技术要求限制,现在只有少数几个国家的公司再生产;而我们目前在手机、笔记本电脑、电动工具、电动车、路灯备用电源、航灯、家用小电器上,具有最大应用群体的电池是锂离子电池。
美国密歇根理工大学的材料学教授Stephen Hackney介绍说,和其他古老的电池技术相比,在同样的体积内,锂电池可以存储两到四倍的电能。也正是因为锂离子电池就有高效存储电能,放电缓慢的性质而被广泛应用。
锂离子电池工作原理
与所有电池一样,锂离子电池工作前必须先存储电能,然后通过受控的化学反应逐步释放电能。锂离子电池与我们平时使用的5号、7号电池一样,都有阴阳极(也称正负极),锂离子电池在放电工作时,锂离子从阴极移动到阳极;在充电时,锂离子从阳极移动到阴极。
锂离子电池为何会产生爆炸
我们平常使用的5号或是7号等电池,可以说是没有发生爆炸的。为什么锂离子电池就会如此频繁的出现爆炸事故。
美国密歇根理工大学的材料学教授Stephen Hackney说,锂离子电池之所以能够存储如此多的电能,是因为锂是一种“几乎和任何材料发生反应”的活跃材料。这种特性会引发爆炸。
该教授表示,锂电池最常见的爆炸原因,是充电过程中的失误。在使用锂电池的电子设备中,往往有相关的软件设定了锂电池应该充的电量,以及充电速度。如果相关的设定发生错误,则将会让电池中的化合物出现不稳定,出现一种研究人员称之为“热失控”的问题,这将会引发燃烧或爆炸。而锂离子电池温度过高也会引发爆炸。
而锂离子电池发生过热或是爆炸的另一个原因是制造过程和用户的粗心大意。在制造过程中,留下了不需要的材料,如一个小铁片,这将会引发电池短路,造成热失控。还有用户的粗心大意,电子设备在发生跌落后,也会导致锂电池中阳极和阴极的隔离材料出现问题,导致过热或者爆炸。
三星Note 7发生爆炸的原因,目前看来是制造问题。三星之前宣布由于出现“非常罕见的制造工艺错误”,导致全球出现至少35例Note 7手机锂电池过热的案例;据悉,三星所称的工艺错误将会让阳极和阴极发生接触。
锂离子电池经常出现过热现象吗?
Stephen Hackney教授说,锂离子电池过热的现象并不常见,特别是高端的电子设备中,只要制造商在质量控制上稍加注意,都不会出现工艺错误这样的问题。
不过关于锂离子电池产品被召回的事件可不少,如:2006年,戴尔公司召回了400万台存在电池过热问题的笔记本电脑。2013年,美国波音公司制造的波音787客机被迫暂停飞行,原因是相关报告显示飞机上的锂电池存在容易过热的问题。今年夏天,美国厂商也召回了50多万个悬浮滑板,主要也是锂电池过热和爆炸的问题。
充电小知识
手机已经是我们生活中不可缺少的,而平时我们该如何对锂电子电池的手机或是智能设备充电,保证安全呢?
1、按标准时间和标准方法充电
对于新买的锂离子电池的“激活”问题,众多的说法是:充电时间一定要超过12小时,反复做三次,以便激活电池。这种“前三次充电要充12小时以上”的说法,是误导大家的。对“前三次充电要充12小时以上”这种说法是对镍电池(如镍镉和镍氢)来说的,可以明确的告诉大家,锂电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别,所有严肃的正式技术资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。因此,锂离子电池充电最好最好按照标准时间和标准方法充电,特别是不要进行超过12个小时的超长充电。
2、切勿长充深充,过充过放
长充可能导致过充。锂电池或充电器在电池充满后都会自动停充,也就是说,如果你的锂电池在充满后,放在充电器上也是白充。而我们谁都无法保证电池充放电保护电路的特性永不变化和质量的万无一失,所以你的电池将长期处在危险的边缘徘徊。因此,反对过充。
锂离子电池的额定电压,因为材料的变化,一般为3.7V,磷酸铁锂(以下称磷铁)正极的则为3.2V。充满电时的终止充电电压国际标准是4.2V,磷铁3.6V。锂离子电池的终止放电电压为2.75V~3.0V。而低于低于2.5V(磷铁2.0V)继续放电称为过放。低电压的过放或自放电反应会导致锂离子活性物质分解破坏,并不一定可以还原。而锂离子电池任何形式的过充都会导致电池性能受到严重破坏,甚至爆炸。锂离子电池在充电过程必需避免对电池产生过充。
浅放浅充对于锂电更有益处,只有在产品的电源模块为锂电做校准时,才有深放深充的必要。所以,使用锂电供电的产品不必拘泥于过程,一切以方便为先,随时充电。
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