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锂电池缘何成为“炸弹”?

来源:宝鄂实业    2019-05-05 16:57    点击量:
在文章开头所述的三星Galaxy Note 7爆炸事件中,三星公司于随后证实,手机爆炸燃烧与其锂电池的设计缺陷密切相关,而在近些年出现的电子产品爆炸事件(例如索尼笔记本电脑于2006年出现爆炸事件,最后导致索尼公司进行了问题产品的全球召回)之中,无一例外均是锂电池发生了爆炸。
 
  从化学的角度来看,引发锂电池爆炸的原因有很多,其中相当一部分原因和厂商的设计缺陷有很大关系。
 
  众所周知,电池爆炸的一个重要诱因即是电池短路(即电池所在的电路中没有用电器,以至短时间内通过电池内部的电流过大的现象),而无论是电池短路还是过度充电(锂电池爆炸的另一个重要诱因,即电池充电电压高于其设定的上限),都会导致锂电池内部在短时间内积聚大量的热量和气体(锂电池工作时会生成气体)。
 
  这样一来,为了释放压力,锂电池要么会激发内部的压力释放装置,要么会直接使其外壳裂开,而这两种情况均会导致电池内部材料直接接触空气,从而发生燃烧。
 
  一般而言,锂电池爆炸燃烧很少会因为外部电路故障,这也就意味着绝大多数的锂电池爆炸燃烧事件,均源于电池内部的设计缺陷。
 
  例如在前面所述的索尼笔记本电池爆炸事件中,问题电池的电解液部分即被检出了金属杂质,该事故也正是因金属杂质造成了意料之外的导电,形成了内部短路而诱发爆炸的。
 
  无独有偶,波音787飞机锂电池起火事件,也和飞机电池在特殊环境下,电解液的性能大幅下降,从而诱发内部短路有关。
 
  当然,这两起锂电池爆炸燃烧事件之中,所涉及的均为传统的锂离子电池,而本次三星Galaxy Note 7爆炸事件中的“主角”则是锂离子聚合物电池,那么锂离子聚合物电池在此类事件之中,又有什么特殊之处呢?
 
  其实一般而言,锂离子聚合物电池由于并不具备硬质外壳,剧烈爆炸燃烧的可能性已经大大降低,此类电池在出现爆炸事故时,会因外壳的抗冲击能力差而提前爆开,从而通常表现为爆炸后缓慢燃烧。
 
  不过,锂离子聚合物电池在形状上的高度可变性,既能够给设备生产厂商以更多的自由设计空间,也往往需要对电池组部分进行额外的设计。这样一来,便难免出现电池组设计不过关,进而引发事故的情况。
 
  在本次三星Galaxy Note 7爆炸事件之中,目前已经初步确定的是,生产工艺存在重大缺陷的电池组很可能便是爆炸的元凶。