年轻CEO被手机活活炸死，你的手机电池怎么了？
来源：宝鄂实业
2019-03-13 11:48
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你可能听说过手机电池的安全隐患，但是被手机炸死这事真的罕见。近日，马来西亚摇篮基金私人有限公司CEO纳兹林（Nazrin Hassan）就死于这种离奇事件。
午休时，纳兹林在床边给手机充电，手机电池因过热爆炸并引发火灾，纳兹林头部被严重炸伤，最终身亡。
纳兹林毕业于英国伯明翰大学，在摇篮公司任职15年，一直帮助初创科技企业进行融资工作。去世时，纳兹林也仅有45岁，有一个妻子和3个孩子。
根据他的家人透露，纳兹林有两部手机，一部黑莓，一部华为，目前警方还没有判断出爆炸的是哪部手机。
手机爆炸的根本就是锂电池问题，近年来，由锂电池造成的事故也不在少数，无论是你低头刷的手机、不停敲击的笔记本电脑、路边停泊的电动车，它们都由锂电池供能，都是潜在的“定时炸弹”。
Note 7的锂电池问题至今历历在目，它爆炸在飞机上，爆炸在车里，爆炸在床边....随后三星在全球范围内进行了2次大规模召回，并进行软件强制升级，不允许Note 7进行充电。
特斯拉电动车也发生过多次起火事件，在最近的一次事故中，一辆特斯拉Model X在高速路上撞上护栏，车辆起火，在消防员扑灭火灾后，在一天时间内，电池又发生了两次自燃。
锂电池爆炸的根源是什么呢？
当你充电时，机身的温度会不断升高，高温会把电池一个叫“隔膜”的部分慢慢融化。没有了隔膜以后，电池就会发生短路，进一步产生热量。
电池内温度一再升高，导致电池液沸腾，同时，电池的外壳在内部压力和高温的作用下开始膨胀变形，如果压力不大，电池只会鼓包， 将手机的后壳掀起。
充电时，锂离子从正极中出来，经过电解液，穿过隔膜到达负极，放电时则相反。
这种电池结构由来已久，已经完全成熟，经过了商业的验证，但是它依然存在三个隐患：
电池内的电解液含有大量有机物，比如碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯，这些不明觉厉的东西个个都带燃爆属性，都是危险分子。
另外，一但正负极短路，就会发热产生火花，就有了火源。而隔膜的引入，就是为了让水火不相容的两级分离开来。
但现在电子设备都追求轻薄化，同时对续航也有硬性要求，正负极的电池液和电解液都少不了。而隔膜的体积并不贡献电池容量，因此隔膜被做的越来越薄，主流隔膜的厚度仅有20微米左右。
一但被电子设备内的机械部件“刺中”，就很可能发生电池短路的情况。另外，就算没有外伤，隔膜本身也会出现破裂。
锂电池在使用过程中，电极的表面会出现一些毛刺，学名叫：枝晶。随着电池的使用，毛刺会越长越长，然后穿透薄膜。
枝晶
科学家也在对电池技术不断改良，去解决3大隐患的难题，其中，华人科学家，斯坦福大学崔屹教授做出的工作格外引人注目，提出了“三板斧”的解放方案。
普通电池的隔膜材料，是高分子或纤维素，和我们日用的保鲜膜有点类似，特点就是质软、易破、受热会融合。
崔屹尝试在在隔膜中间加了一层二氧化硅的纳米颗粒。它的厚度近乎为零，但耐热，强度还很高，起码“毛刺刺”是无法穿透的。
我们用图示来看一下它的结构。图c是这种夹心结构侧视图，图d是二氧化硅纳米颗粒的微观形貌 。
第二板，就是在电解液上做文章，既然无法改变它易燃易爆炸的特性，就只能用“亡羊补牢”的方式。
用特殊的纺丝做了一些中空纤维，在内部填充阻燃剂，然后把纤维编织成隔膜。
电解液一旦发生起火，纤维就会融化，但里面的阻燃剂可以迅速扑灭火势，阻止燃烧的蔓延。
第三板斧是针对“毛刺”问题的。既然毛刺是从电极上长出来的，那么在电池电极上盖一层球形的碳壳，就能从本质上杜绝它的生长。
这些从微观上做的工作，能在很大程度上提高电池的寿命和安全性。
这是，这些研究成果目前还处于实验室的阶段，还存在工业生产难度和生产成本的问题，迄今为止没能实现大规模的商用。
那么，锂电池本身有没有被取代的可能呢？
电池目前经历了3次主要的革命。
最早的电池是伏打电池，1841年化学家Robert用制造了一辆重达7吨的电动火车，但时速只有2.4千米每小时，还不如人走的快。
40年后，铅酸蓄电池开始进入历史舞台，并占据市场长达100年之久。
1973年，第一次石油危机爆发，同时发达国家出现了不同程度的水质污染，锂电池在那个时候诞生，但它的真正商用，还得追溯到1991年，索尼和旭日联合推出了一款可商用的锂电池。
相比铅酸电池，锂电池循环寿命长、重量轻、工作温度区间大且荷电保持能力强。
此后锂电池得以迅速推广，光1993年一年，手机行业就消耗掉了500万颗锂电池。1999 年智能手机首次用上了锂离子电池。
接近20年过去了，锂电池只是在能量密度上不断升高，但是基本的架构和材料构成并没有发生大的变化。
整个科技的水平都日新月异，为什么电池科技迟迟得不到发展呢？
其实，制造新的电极材料门槛很高。既要保证电池容量足够支撑设备的日常使用，可充电次数也要多，还要保持化学材料性质足够的稳定，确保其安全性。
比如，美国研究人员开发出一种以石墨烯为基础的微型超级电容器，不仅外形小巧，充电速度为普通电池的1000倍，可以在数秒内为手机甚至汽车充电，效果简直逆天。
比如，Fisker EMotion采用石墨烯电池材料，充电九分钟就可以行驶208公里，最大续航里程达到644公里，最高时速为259公里/小时。该车预计在2020年，率先在英国出售。
这样来讲的话，石墨烯有望解决未来各种用电难题，甚至能改变未来汽车的能源提供方式。但问题是，石墨烯的单克价格就已经上千，更不用说还有好多技术难题要去攻克，落地不知道要等到什么时候。
现在呢，我们能做的就是防患于未然，避免手机过充，使用官方的充电器，是用有保障的电池等等。
但我们相信，锂电池远远不是技术的极限，虽然离手机一天一充，远离锂电池起火爆炸隐患的那个未来依然遥远。
