鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2565次 | 2018年04月24日
鋰電池變得越來(lái)越不安全,究竟為何?
美國(guó)佛羅里達(dá)州棕櫚港一位女性用戶的iPhone6Plus充電時(shí)發(fā)生燃燒,蘋果公司目前已經(jīng)開始調(diào)查事故原因,而這并不是蘋果手機(jī)第一次發(fā)生安全事故。1月下旬,三星公司也公布了Note7電池爆炸調(diào)查結(jié)果,問(wèn)題仍出在電池上,且由于分別由SDI及ATL提供的電池造成自燃的原因不同,因此才會(huì)產(chǎn)生在三星召回手機(jī)并更換電池重新上市后,仍然無(wú)法解決爆炸問(wèn)題。更早之前,特斯拉汽車碰撞后頻頻自燃,波音787客機(jī)運(yùn)營(yíng)初期發(fā)生多起鋰電池起火事故,比亞迪電動(dòng)出租車被追尾后起火燃燒……
以上種種,似乎將手機(jī)電池與不安全聯(lián)系了起來(lái),但是人們的生活又無(wú)法離開它。鋰電池作為現(xiàn)階段廣泛使用的一種能量存儲(chǔ)工具,為何在近期會(huì)頻繁出現(xiàn)安全事故,未來(lái)的電池發(fā)展方向又是什么?
鋰電池工作環(huán)境
日益“惡劣”
大屏幕、大內(nèi)存、高速處理器已成為如今智能手機(jī)的標(biāo)配。但是,越來(lái)越大的屏幕和主頻越來(lái)越高的多核處理器卻是不折不扣的用電大戶。以三星Note7為例,它的四核處理器主頻高達(dá)2.15GHz,運(yùn)行內(nèi)存為4GB,基本與市面上的主流筆記本電腦性能持平,在保持待機(jī)的同時(shí)還要處理信息通信,可見對(duì)電池的壓力是多么大。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
如何提高待機(jī)時(shí)間?在系統(tǒng)功耗不變的前提下,增大電池容量似乎是唯一的辦法。不同于特斯拉使用的18650電池,電子產(chǎn)品上廣泛使用的是鋰聚合物電池,也就是薄薄一片、表面柔軟的塊狀電池。由于沒(méi)有硬質(zhì)外殼的保護(hù),鋰聚合物電池非常“脆弱”,過(guò)度擠壓、過(guò)熱、內(nèi)部或外部的穿刺都會(huì)使得它存在起火爆炸的危險(xiǎn)。
三星1月23日公布了Note7爆炸的正式調(diào)查結(jié)果,稱第一批次的電池在右上角出現(xiàn)了擠壓受損的現(xiàn)象,這和之前第三方機(jī)構(gòu)公布的電池尺寸與電池倉(cāng)不匹配的結(jié)論相符合;而第二批次的電池問(wèn)題原因出在“正極焊接有毛刺,刺穿電池導(dǎo)致短路起火”。這兩點(diǎn)又恰恰是鋰聚合物電池的“命門”。
不僅如此,越來(lái)越多電子設(shè)備上出現(xiàn)的“快充”技術(shù)也對(duì)電池增加了不小的負(fù)擔(dān)。由于快充的電流與電壓都比普通充電狀態(tài)下要高很多,不排除有一定幾率在電源管理模塊出問(wèn)題時(shí)會(huì)導(dǎo)致一些危險(xiǎn)事故,同時(shí)頻繁使用快充還會(huì)使電池的壽命縮短。
新方法有望提高
鋰電池安全性
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
鋰電池的四大主要部分為正極材料、負(fù)極材料、隔離膜和電解液,當(dāng)內(nèi)部出現(xiàn)樹狀突或者手狀的鋰離子增長(zhǎng)非常容易導(dǎo)致短路或隨機(jī)爆炸形成明火。一旦電池內(nèi)部形成樹狀突,風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)迅速加劇,最終可能會(huì)刺穿正負(fù)極的隔離膜。
為避免下一代電池出現(xiàn)自燃現(xiàn)象,科研人員嘗試尋找新的方式來(lái)防止出現(xiàn)火災(zāi)隱患。他們?cè)陔姵貎?nèi)部的電解液中新增了兩種化學(xué)成分,其中一種成分為硝酸鋰,能夠改善續(xù)航表現(xiàn),還有一種成分為鋰聚硫,可以分解電極。在測(cè)試過(guò)程中,能夠控制電池內(nèi)部出現(xiàn)無(wú)害的煎餅狀產(chǎn)物而并非樹狀突。此外這兩種化學(xué)材質(zhì)還提高了電池的耐久度,在300次電池循環(huán)之后,電池容量依然保持在99%以上。
而在降低電池工作溫度方面,LG在MWC2017大會(huì)上發(fā)布的G6采用了電腦里常見的銅質(zhì)熱導(dǎo)管設(shè)計(jì),據(jù)悉將能把電池產(chǎn)生的熱能降低10%左右。同時(shí),設(shè)計(jì)更加完善的電池管理系統(tǒng)也能幫助電子設(shè)備在電池過(guò)熱的情況下及時(shí)降頻,為電池“降溫”。雖然有種種安全問(wèn)題,但是在電池技術(shù)出現(xiàn)重大突破之前,各類鋰電池仍然是我們生活中的好伙伴。重點(diǎn)是各國(guó)產(chǎn)品安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)應(yīng)出臺(tái)更完善的電池檢測(cè)機(jī)制,同時(shí)消費(fèi)者也應(yīng)正確使用鋰電池,切勿對(duì)電池踩踏擠壓、進(jìn)行加熱。