为什么锂电池手机电池会爆炸?锂离子电池内建哪些自我保护的机制?
为什么锂离子电池会爆炸?这要从它的化学性质谈起······简单来说,锂离子电池和所有充电电池一样,都有一个正极材料和一个负极材料,在这里正极材料是通常是锂钴氧,而负极材料则有很多种,最常见的石墨(碳)。充电时锂钴氧中的锂离子会游过中间的电解质,附着在负极上,而放电时则是相反,从负极的碳游回锂钴氧这一侧。
锂离子电池充放电示意图在一颗以石墨为负极的锂离子电池里,是用一层锂钴氧,一层装有电解质的分隔物、一层石墨为一组,一组一组的迭起来。
在锂离子电池中,带有最大的危险的不是两个电极,而是中间的有机电解质溶剂,以易燃的醚类最多。当电池因为任何原因短路时,电池内能量会在短时间以热的形式释放出来,点燃这些作为溶剂的醚类,引发爆炸。
锂离子电池很容易爆炸吗?在工研院得到的经验是:怎么这么难爆啊!在工研院,他们装了一台机器,用钻头刺穿平板状况的薄型电池,基本上必需要是新的、充饱电的电池才有最大的爆炸危险,只要是用过一段时间的电池,不仅最大电压会大为降低,而且里面使用的材料也会钝化,变得不那么容易反应。他们准备了一大堆旧电池准备要爆个过瘾,没有想到的是,不仅全部的旧电池都没爆掉,连全新的电池都不见得每颗都爆。这是不是说买二手的电池搞不好比较安全?
锂离子电池有什么安全措施?
为了避免锂离子电池过热,甚至爆炸,现代的锂离子电池内建了许多自我保护的机制。
首先,每颗锂离子电池都内建了一颗控制芯片,这颗控制芯片会监控电池的电压和温度,超出设定的范围,芯片就会自动断电。此外,每颗电池还会设计排气孔,让因高温产生的气体可以顺利地排掉,不至于累积产生爆炸。这些保护措施对没有实体受到伤害的电池来说是足够了,但如果是被破坏(例如被穿刺)的锂电池怎么办?这就是工研院新研发的STOBA高分子材料的强项了。在电池电解液内加入了一种奈米级的STOBA高分子材料,当受热时,这种高分子材料会聚合成一种具有隔离效果的薄膜,阻止锂离子的流动,切断暴走的短路电池继续加热电池的可能。
这种技术不仅阻止电池爆炸,也阻止了电池可能过热的危险。夏天再也不用因害怕手机过热老掏出来歇凉了~
流言1:杂牌充电器会损害电池
除了手机生产商的充电器外,市面上还有林林总总的充电器,主要分为第三方制造商生产的杂牌充电器和不知名生产商的山寨充电器。Lifehacker的测试就指出,原装充电器效果最好,其次是第三方制造厂商,而不知名厂商的山寨货只能勉强做到充电工作,虽然没有证据显示无名山寨货会损害电池,但尽可能还是用原装充电器。
流言2:充电时不能使用手机
相信有不少人都会在充电时照样玩手机。由于最近的电池爆炸事件,有人劝告不要在充电时使用手机,以免发生意外。但其实是非原装无牌充电器惹的祸,如果是原装或认可产品,大可不必担心。
流言3:过夜充电会损害手机
其实手机远比你所想来的聪明,在电池充满的时候,它们会自动停止充电,所以不会出现充电过量的问题。不过需要留意的是,想让电池长寿的话,维持在40%-80%的电量会比较好。
流言4:手机不需要关机或重启
每天都充电,常用的手机基本上不会因为电量耗尽而关机。不过这样一来大家会有“要不要关机”的疑问,就像电脑一样。手机也是机器,也有需要休息的时候,Apple建议用户每星期都关机一次,这样也可以延长电池寿命。
流言5:用完电再充比较好
这可能是以前的电子产品遗留下的说法。现在的手机都是使用锂离子电池,他们不需要完全放电再充电,反而在电池剩40%左右充电效果会比较好。电池都有充电周期,如果等电池耗尽再充电反而会减少周期数量。
流言6:过热或过冷会耗损手机
锂离子电池在使用时会发热,在充电时更严重。太热其实是会损耗手机电池是,而太冷的话情况会更糟,电池损耗将更快。Apple曾经指出iPhone的建议最低温度为0摄氏度,而三星就表示其手机可在-20度至50度之间正常工作。
流言7:第一次要充满xx小时
这也属于历史遗留问题,以前买电子产品的时候,售货员总会对你说这句话,其实手机电池充满的指示灯亮了就可以使用。