锂离子电池为啥在飞机上受限制?看完这篇你就明白了
其中,禁止携带和托运额定能量在160wh以上的锂离子电池的规定让很多人不解。其实对于个人携带的手机、电脑、相机等电子产品,全部加起来的额定能量也很难超过100wh,所以大可放心,那
么,为什么要对锂离子电池做这种规定呢?
自“出道”之日起,锂离子电池便面临众多争议。2016年,国际民航组织(ICAO)全面禁止在客机上托运锂离子电池,这可能与几起锂离子电池受热起火的事故有关。
在飞机托运的过程中,货舱中的温度和锂离子电池受热、受压的程度都是不可控的,因此如果电池热失控,便会导致内部短路,从而起火,而飞机上空间有限,也无法随时“停车”。由乘客随身携带,乘客可以随时注意到其情况,即使电池失火,工作人员也能及时控制。
那么锂离子电池是牛鬼蛇神吗?不然,其实锂离子电池的人生并不一帆风顺,锂最初用于电池是在1970年,随后因为电池性能不稳定等原因便被放弃使用了。可时至今日,在一批批研究人员的技术改良下,锂离子电池再次大方异彩,不管是民用领域还是军事领域都有锂离子电池的涉足,可谓是强势回归。
如果用两分法看待锂离子电池的安全问题,就会发现它所谓的劣势同时也是优势。在飞机上,锂离子电池额定能量不得超过160wh,所含锂不得超过2g,可见,锂的能量密度不容小觑,超过2g的锂发生爆炸或燃烧便能对飞机产生较大的影响。也正是因为这一特点,高能量的锂离子电池用于动力和储能系统才越发普及。若夸大锂离子电池的危害,那么现如今各国积极研发制造的锂电飞机、电动汽车、锂电潜艇便成为了笑话。
诚然,我们已经离不开锂离子电池了,但也无法不重视它的安全性。锂电设备上飞机受限制,这也是由其特性所决定的,况且随着科技的进步,或许未来锂离子电池也能在飞机上来去自如。
据外媒报道,多年来,研究人员一直在寻找解决锂离子电池热失控(即电池积累过多热量)的方法。如今,美国德克萨斯大学达拉斯分校(University of Texas at Dallas)的研究人员发现,问题不是出在电池材料内部,而是出在电池材料表面。
Erik Jonsson工程与计算机科学学院(Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science)材料科学与工程教授Kyeongjae Cho博士表示:“事实证明,只有电池阴极材料的表面才是问题所在,电池内部没有问题。该发现给了我们很大的希望,我们可以弄清楚如何稳定电池表面,使真正高容量的电池成为现实。”据Cho所说,高能量密度电池价格很贵的原因是非常不稳定。“电池不断充电时,电池材料会开始降解。释放的能量会让电池温度升高,从而使电池着火,产生电池安全问题。好消息是现在发现,只有电池材料表面是不安全、不稳定的,如果可以解决该问题,就可解决电池安全问题。”
在电池不断的充电和再充电过程中,氧气会从电池材料表面释放出来。在此过程中,锂离子从内部到外部的运输通道可能会被随氧气释放而产生的金属镍粉尘所堵塞。当通道被堵塞时,想要进出电池内外的锂离子将无法转移,从而导致电池容量会快速下降。随着热量的增加,电池起火和爆炸的几率也会增加。
该研究小组认为,此次发现可能会改变制造商生产电池的方式。Cho博士建议,可以在电池表面添加一层经过设计的氧化物涂层。解决电池过热难题,可将电池容量提高20%至30%,改造后的电池可以经受住更长的充电时间。