锂电池并不危险 移动设备电池起火爆炸可能原因有哪些？
来源：宝鄂实业
2019-03-18 13:34
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手机爆炸、笔记本自燃，一切灾祸的根源似乎都与锂电池有关，加上少数媒体有些夸张的报道更增添了某种恐怖的气息。一时间人们不再信任锂电池了，胆小的家长甚至担心孩子使用手机遇到危险，通电话时常叮嘱快挂断免得被手机炸伤。锂电池真的如此危险吗？当然不是，虽然我们前面提到锂电池并非是绝对安全的 ，但也绝不能算作是一种危险的物品，它必须具备相当高的可靠性与实用性才有可能像今天这样被广泛地使用。锂电池，特别是现在手机中使用的锂离子电池相对镍氢电池具有更高的能量重量比，单节电压达到3.6V，等同于3只镍氢电池的串联电压，它没有记忆效应，具备充电速度快、使用寿命长、自放电小、绿色环保等优点，相对于其他类型电池的优势明显。
锂电池原理简介
我们无需杞人忧天，但也不能忽视锂电池存在的安全隐患，你需要明白锂电池为什么会爆炸，这就要从了解锂电池内部结构开始说起了。锂电池内部同样有正极、负极，以及之间的隔膜和电解液，早期锂电池的负极材料是单质锂，但金属锂十分活泼，遇水、氮、酸或氧化剂有起火和爆炸危险，尤其到了可充电的二次锂电池时期，反复的充放电使得粉状锂单质越积越多，充电过程中可能形成的锂晶体结成枝状，引起电池内部短路，最终导致起火或爆炸。
放弃锂元素不可能，因为它有着最小的密度和最大的电负性，具有极高的比能量，是目前制作电池的上佳之选。要解决锂的不稳定性，今天我们使用的锂电池中采用了最有效的解决办法——放弃使用锂单质，核心部分采用更稳定的锂离子以及锂嵌合物。如今的锂电池中，正极可以是不同类型的锂化合物，负极主要是层状结构的石墨类物质，用于嵌入带正电的锂离子。在充电时，正极部分的锂离子离开含锂化合物，最终嵌入负极的层状结构里；在放电时，锂离子离开负极，通并结合在正极的化合物中。正负极间的隔膜即可防止短路，而且在特殊情况下可以关闭离子通道，加上没有锂单质的参与，充放电过程都变得安全多了。在以下的说明中，我们所指的锂电池均为锂离子电池（加粗）。
在智能手机等小型数码产品中，厂家还会使用更先进的锂聚合物电池（图02）。这种锂电池使用高分子材料，目前主要应用在电解质和正极上，由于电解质为固体或胶状，无需使用隔膜，避免了因其失效导致的寿命或安全问题。锂聚合物电池即使出现故障，通常也仅是电池鼓胀、失效，严重时会起火燃烧并放出大量烟雾，但一般不会爆炸。锂聚合物电池还有良好的可塑性，可根据要求制作成各种形状，理论上的最小厚度仅为0.5mm。
很不幸地，任何装有电池的产品都有爆炸的可能，近来频传的 Note 7 爆炸事件也不是新鲜事了，甚至没有爆炸过的手机品牌还算是少数，就连苹果的 iPhone 都有传出过爆炸事件。
而三星的 Note 7 爆炸事件之所以引人注目，是因为其规模太庞大，不是一两支手机爆炸而已，而是几十支。但官方积极的处理态度还是值得赞赏，只是并未说明到底问题出在哪里，不过八九不离十电池是罪魁祸首。
要了解为何锂电池总是肇事，就要先知道锂电池的构造。锂电池两端分为正负两极，中间装着电解液，电压流经电解液，将锂离子从一端带到另外一端，这就是充电与放电的过程。
通常这个过程不会有什么问题，但当问题发生时，就会以非常快的速度产生极大的后果。至于会有什么问题呢？常见的问题之一就是过度充电而导致电池过热，甚至进一步使正极产生化学变化，最终可能起火燃烧或是爆炸。可别认为电池过热只会发生在过度充电，同样地，过度放电也会发生同样意外，因为负极包含了氧化物，会与电解液产生化学反应，进而放热。而劣质电池还可能因为有杂质跑进电解液中而导致上述反应。
可别小看电池过热这个问题，因为过热会导致反应加速，一旦温度持续飙升到 150 ℃ 甚至超过，就很有可能在你的口袋里或是包包中起火燃烧。
至于锂电池何时可能会过热呢？这很难说。有些劣质或有问题，或是在不当使用的情况下的锂电池很可能在第一次充电或放电就严重过热；而有些可能随着充放电循环次数的增加而衰弱，导致过热。无论是正负极还是电解液，只要有一点问题，就可能酿成大祸，这也或许是 Note 7 爆炸的原因。
安全防护机制出问题
照理说，任何一家手机厂商都会有这个措施，避免电池过热造成起火甚至爆炸，当然三星也不例外，但意外还是发生了（而且不只一次），到底当中出了什么问题？
电池本身通常会有一块保护电路的芯片，用来防止电池过充或过度放电。而知名拆解与零件网站 iFixit 的创办人 Kyle Wiens 在拆解 Note 7 的过程中，发现几个比较令人担心的部分。第一是 Note 7 搭载高电压电池，但背后的玻璃机壳无法像金属一样有效散热，但这也可能不是主要因素，因为有许多同样使用玻璃背盖的手机也不见爆炸事件。
第二就是保护电路的芯片似乎没有起到功效，否则不会发生这么多起爆炸事件，但官方也并没有证实这个论述，加上电池的制造商来自多个国家及地区，也无法有效肯定是哪一批出了问题。
浅析：手机电池发生爆炸的两大原因
所以也开始有人在想，那为何不发明一种不会过热的电池呢？当然要电池不会过热可能有点困难，但至少科学家已经朝这方向前进。在斯坦福大学的研究员设计了一种机制，他们发明了一种膜，如果电池过热，这个膜就会不断扩张，直到将负极包覆住进而阻断电流。
当我们不断强调电池容量有多大时，是不是也同时忽略了电池的安全性呢？这可能是所有 3C 厂商应该思索的问题。
