手机电池在什么情况下会爆炸?手机电池爆炸该如何预防?
来源:宝鄂实业
2019-06-09 10:48
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手机电池真的会爆炸吗?
会的。电池中负责存储电能的是电芯部分,但当过充、过放时,有可能会击穿劣质电池电芯中的隔膜,使电芯短路,造成高温高压而爆炸。所以手机电池在充电的过程当中最易发生爆炸。
什么情况下会爆炸?
除了充电爆炸外,手机电池在没充电时也会发生爆炸情况。原因是手机之前充电时已造成了高电压,达到了电池外壳的临界点,当外界温度、压力超过临界点时,就会发生爆炸。
简单来说,造成手机电池爆炸的主要原因有三点:
1.电池质量
目前国内发生的多起手机爆炸事故多由于假冒“原装电池”引起。业内资深人士揭露,这些假冒的原装电池都是旧电池回收翻新,原材料杂质过多、工艺不合格、电池安全保护的相关设计不到位等,都会造成电池爆炸。
利用高能同步X光射线,伦敦大学(University College London)的研究人员已经发现了导致锂电池过热并爆炸的连锁反应的原因。图片来源:Donal Finegan, UCL
这一连锁反应发生在几个毫秒之内:过热的电池模块产生了多米诺效应,产生了越来越多的热量,并最终导致爆炸。发表在2015年4月28日的Nature Communications上的研究显示,事实证明不是所有的电池都会爆炸。
作为伦敦大学的化学工程师,Paul Shearing是这一研究的合著者。他说道:“某些安全功能的存在可以减轻或平息这种热能失控。这些功能包括电池内部的机械支撑。”
电池不是罪魁祸首 高温才可怕
想要了解为何锂电池总是肇事者,就要先知道锂电池的构造。锂电池两端分为正负两极,中间装着电解液,电压流经电解液,将锂离子从一端带到另外一端,这就是充电与放电的过程。
锂电池的构造
通常这个过程不会有什么问题,但当问题发生时,就会以非常快的速度产生极大的后果。至于会有什么问题呢?常见的问题之一就是过度充电而导致电池过热,甚至进一步使正极产生化学变化,最终可能起火燃烧或是爆炸。可别认为电池过热只会发生在过度充电,同样地,过度放电也会发生同样意外,因为负极包含了氧化物,会与电解液产生化学反应,进而放热。而劣质电池还可能因为有杂质跑进电解液中而导致上述反应。
温度过热的电池发生爆炸
可别小看电池过热这个问题,因为过热会导致反应加速,一旦温度持续飙升到 150 ℃ 甚至超过,就很有可能在你的口袋裡或是包包中起火燃烧。
劣质锂电池很容易出现温度过高现象
至于锂电池何时可能会过热呢?这很难说。有些劣质或有问题,或是在不当使用的情况下的锂电池很可能在第一次充电或放电就严重过热;而有些可能随着充放电循环次数的增加而衰弱,导致过热。无论是正负极还是电解液,只要有一点问题,就可能酿成大祸。
锂电池遇到空气
是锂元素,被氧化。锂在元素周期表中可以看到是一种非常活泼的元素。
手机的电池一般都是锂电池。锂电池很活泼,被氧化,燃烧。
锂(Li)是一种银白色的金属元素,质软,是密度最小的金属。用于原子反应堆、制轻合金及电池等。锂和它的化合物并不像其他的碱金属那么典型,因为锂的电荷密度很大并且有稳定的氦型双电子层,使得锂容易极化其他的分子或离子,自己本身却不容易受到极化。这一点就影响到它和它的化合物的稳定性。
所以千万不要轻易自己去做锂电池穿刺试验。
角度过大的弯折会让电池膨胀冒烟:它的内部短路了。想想大屏手机——掰弯了也会有危险啊。
电池穿刺后,电池即刻膨胀、冒烟!
2.电芯长期过充
长时间充电状态下,过充、过电流也会导致高温高压,发生隐患。锂电池在特殊温度、湿度及接触不良等状况下可能瞬间放电而产生大量的电流,发生自燃或爆炸情况。
3.电池短路
当手机处在高温状态,或受到撞击、金属摩擦等情况时,可能会造成电池短路,发生爆炸。
电池两极短路后,极片很快出现明火并被烧断。如果极片没有断裂、断持续短路,电池接下来将会膨胀、冒烟、燃烧……
怎样使用锂电池,防止手机爆炸?
1.选用质量过硬的原装电池
电池会爆炸归根结底还是电池质量的问题。一定要选择原装电池,避免使用山寨、劣质电池。电池外表一般会包上一层安全膜,当电池压力达到一定峰值时,就会爆开安全膜释放压力,保护电池不爆炸。但山寨电池、劣质电池未必有安全膜保护电池安全,购买电池时首先要捏一下电池,内部特别软或特别硬的都是假电池。价格贵些的品牌电池与几十元的山寨电池不只是价格上的区别。
另外,被坚硬物敲击或有严重划痕的电池也最好换一个。对一体机来说(如iPhone、华为的P系列、小米等等)在潮湿环境或进水后,不要盲目充电试机,以免造成短路引发手机爆炸。
2.选用质量过硬的充电器
锂电池充电过程一般是先恒流,再恒压,原厂手机充电器有充满后自放电的功能,就是为了防止过充电。山寨、劣质充电器没有此项功能。
3.注意电池温度
手机充电时要放在通风的位置,不要将电池背部朝下,避免电池在充电过程中因为温度过高而爆炸。其次,在使用手机时,尤其是运行大型手机游戏的状态下,一定要适度,不要让手机温度变得太高。
也不要低温状态下给手机充电。在0度以下的低温状态时,充电的电量会明显低于正常电量,进而导致正负极反应不充分平衡率无法实现,致使多余的锂离子形成晶体析出,导致隔膜被刺穿,使电池内部发生短路引发爆炸。
不要将电池放在高温环境下,也不要对其进行剧烈的打击和挤压,还要避免电池被阳光暴晒。
4、发现异常时停止充电
充电时如果发现手机异常应立马断电,断电后不要立刻使用手机。如果出现电池变形或者鼓起的情况,不要再使用。
锂离子电池充电要求首先恒流充电,即电流一定,而电池电压随着充电过程逐步升高,当电池端电压达到4.2V(4.1V),改恒流充电为恒压充电,即电压一定,电流根据电芯的饱和程度,随着充电过程的继续逐步减小,当减小到0.01C时,认为充电终止。(C是以电池标称容量对照电流的一种表示方法,如电池是 1000mAh的容量,1C就是充电电流1000mA,注意是mA而不是Ah,0.01C就是10mA。)为什么认为0.01C为充电结束:这是国家标准GB/T18287-2000所规定的,也是讨论得出的。以前大家普遍以20mA为结束,邮电部行业标准 YD/T998-1999也是这样规定的,即不管电池容量多大,停止电流都是20mA。国标规定的0.01C有助于充电更饱满,对厂家一方通过鉴定有利。另外,国标规定了充电时间不超过8小时,就是说即使还没有达到0.01C,8小时到了,也认为充电结束。(质量没问题的电池,都应在8小时内达到 0.01C,质量不好的电池,等下去也无意义)锂离子或锂聚合物电池组的最佳充电速率为1C,这意味着一个1000 mAh的电池组要以1000mA的电流进行快速充电,以这种速率充电可以实现最短的充电时间,而且不会降低电池组的性能及缩短使用寿命。对于容量不断增加的电池组,欲达到这种满意的充电速率,提高充电电流值是不可避免的。