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锂电池的工作原理是什么?为什么每年都会有手机爆炸事件发生?

来源:宝鄂实业    2019-04-24 12:00    点击量:

三星Note7爆炸事件再一次将“使用手机的生命安全”拉回到了大众视野,虽然平均每年都会有手机爆炸事件发生,但是三星Note7如此高密度的爆炸事件堪称史无前例,相信也后无来者了,与此同时此事件顺便也把锂电池安全炒到了沸点,不禁要问现在的智能手机真的要成为便携式炸弹了吗?

 

我们先来看一下锂电池工作原理:

 

充电的时候,在外加电场的影响下,正极材料LiCoO2分子里面的锂元素脱离出来,变成带正电荷的锂离子(Li),在电场力的作用下,从正极移动到负极,与负极的碳原子发生化学反应,生成LiC6,于是从正极跑出来的锂离子就很“稳定”的嵌入到负极的石墨层状结构当中。从正极跑出来转移到负极的锂离子越多,这个电池可以存储的能量就越多。

 

放电的时候刚好相反,内部电场转向,锂离子(Li)从负极脱离出来,顺着电场的方向,又跑回到正极,重新变成钴酸锂分子(LiCoO2)。从负极跑出来转移到正极的锂离子越多,这个电池可以释放的能量就越多。

 

在每一次充放电循环过程中,锂离子(Li)充当了电能的搬运载体,周而复始的从正极→负极→正极来回的移动,与正、负极材料发生化学反应,将化学能和电能相互转换,实现了电荷的转移,这就是“锂离子电池”的基本原理。由于电解质、隔离膜等都是电子的绝缘体,所以这个循环过程中,并没有电子在正负极之间的来回移动,它们只参与电极的化学反应。

 

了解了锂电池的基本工作原理后,我们在返回来看看此次三星Note7的电池为什么会爆炸。

 

在三星Note7爆炸事件发生后,有权威专家(陈立桅)对爆炸电池进行了分析,称这次电池爆炸并不是偶然,而是必然,只不过三星Note7提前敲响了警钟。并指出,在智能手机以超薄机身为主流设计的当下和智能手机续航成为最大的制约因素的双重作用下,大部分厂商会暴力提升续航能力,在电池体积不变的情况下强行提升电池的体积能量密度,这样导致的结果就是不得不采用了更薄的隔膜材料。

 

同样一块电池,如果隔离膜变薄,减少了这部分的体积,就能多装一点点正极和负极材料,可以提升电池能量密度和手机的续航时间。但是,越薄的隔膜对工艺的要求越严格,稍微的质量瑕疵或电池工艺失误都有可能造成隔膜缺陷,进而导致电池的短路。
 

3月5日上午,国务院总理李克强在作政府工作报告时提出:稳定汽车消费,继续执行新能源汽车购置优惠政策。这无疑是给新能源汽车市场吃下了一颗定心丸。

 

实际上,新能源汽车虽然是中国的重点产业之一,但为进一步开发新能源汽车,国家政府正在减少对新能源汽车的补贴,减少补贴意味着新能源产业,正在面临重新洗牌,那么动力电池企业应如何突破这种局面?

 

对于国家政府正在减少对新能源汽车的补贴,杉杉股份在给记者的书面回复函中称:“新能源汽车补贴退坡系既定的国家产业政策,行业已有明确预期。长远看,车企补贴退坡是新能源车行业健康发展的必然趋势,将直接加大对车厂自身降成本的要求,从而倒逼电芯厂和材料厂在动力电池领域加快技术革新,提升产品性价比,对消费电池领域基本无影响。”

 

2月1日,国家发改委、商务部会同有关方面开展了《外商投资产业指导目录》《中西部地区外商投资优势产业目录》修订工作,并在合并两个目录基础上形成了新的《鼓励外商投资产业目录(征求意见稿)》。

 

据《经济观察报》报道,与此前的2017年修订版相比,此次的征求意见稿在动力电池领域的笔墨和条款大幅增加,不仅首次鼓励外商投资氢燃料电池生产存储及液化,还明确鼓励外商在动力电池、燃料电池、智能汽车等关键零部件及其相关产品的投资。

 

近年来,在原材料市场中,钴、锂等上游正负极材料等价格暴涨,虽然在去年有小幅的下降,但整体价格仍高企不下。这意味着,国内动力电池企业将面临更大的压力。

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