8月末、9月初,三星Note7爆炸新聞偶見,同期歐洲開始對這款手機進行召回;9月15日,美國地區(qū)的該款手機也在召回中,國外媒體報道,美國收到26宗燒傷和55宗財產(chǎn)損失的報告;中秋節(jié)前,三星開始對首批國內(nèi)體驗機進行召回(非正式零售版,共計1858臺)。
節(jié)后第一天 首臺國行Note7爆炸。昨晚,又一位用戶稱自己的國行版Note7爆炸。
現(xiàn)在常見的手機電池現(xiàn)在常見的手機電池
這段話摘自十天前我們的一篇報道,在過去的這一周多時間里,另有3臺不在召回范圍內(nèi)的所謂“安全”國行Note 7發(fā)生了爆炸,人們戲稱為“二炸、三炸、以及四炸”。面對事故,三星堅稱“爆炸是外部加熱所致”。在真相水落石出之前,針對公眾比較關心的幾個問題,比如電池為何會爆炸?又應該如何預防或減少電池爆炸帶來的傷害?為此我們請來了中國電子技術標準化研究院安全室副主任何鵬林做了專業(yè)解讀。
手機電池命名的門道和基本構(gòu)造原理
鋰離子電池、聚合物鋰電池、軟包電池,隨著手機產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展,以往這些冷僻字眼,更多的出現(xiàn)在選購過程中。在復雜的命名歸類機制下,其實電池種類并不復雜。
專家稱,“一般電池的構(gòu)造包含:正極、負極,中間傳遞帶電粒子的電解質(zhì),以及防止正負極接觸后短路的隔膜。如果正負極之間移動的粒子是鋰離子,那么就可以稱為鋰離子電池。”
“對于鋰離子電池來說,如果正負極之間的電解質(zhì)是液態(tài)的,就為液態(tài)鋰離子電池,目前大部分鋰離子電池都屬于這種類型;如果將鋰離子電池中的電解液更換為凝膠狀態(tài)的高分子聚合物,就可以稱為鋰聚合物電池,這種電池仍屬于鋰離子電池范疇?!?/p>
所謂“軟包電池”只是把電池按封裝外殼的物理形態(tài)來區(qū)分的一種說法。早年間手機可更換電池的時候,多采用金屬鋁做外殼,就是硬殼電池;但如今電池藏在手機內(nèi)不需要更換,就選用了軟性的鋁塑膜作為包裝外殼,也就是所謂的“軟包電池”。
鋰離子電池為何容易起火爆炸?
相比較于傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳氫電池,無記憶效應、能量密度高、綠色環(huán)保的優(yōu)越的性能使得鋰離子電池自上世紀90年代誕生以來,便得到了廣泛的應用。然而,由于采用了極具氧化還原特性的材料體系,使得鋰離子電池更容易發(fā)生起火或者爆炸。
專家解釋,引發(fā)電池起火或者爆炸的因素可以歸結(jié)為內(nèi)部因素和外部因素兩種。
所謂內(nèi)部因素是指在電池設計制造過程中引入的金屬雜質(zhì)、極片毛刺等刺穿隔膜導致內(nèi)部電極短路等,從而引發(fā)電池內(nèi)部存儲的能量迅速釋放,產(chǎn)生高溫,而高溫又引起電池內(nèi)部材料發(fā)生急劇甚至是瞬間的氧化還原反應,也就是起火或者爆炸。
而所謂的外部因素是指由于外界應力,比如過充、短路、擠壓、針刺、高溫等引發(fā)的內(nèi)部材料的急劇反應導致起火或者爆炸。例如,手機電池一般都設計有保護電路以防止過充、短路,但是在保護電路發(fā)生失效的情況下長時間充電就會造成過充,從而引發(fā)安全事故。
在某種意義上,電池的容量越大,風險等級越高。
電池是性能和安全的矛盾統(tǒng)一體
對于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的電池來說,簡單理解,“電極材料含量越多,容量越大”。并且,“正負極間的隔膜材料變薄,有利于提高容量、提升充放電速率”。所以當你拿到一部高容量快充的手機時,它的隔膜可能會更薄一些。
按照專家的說法:手機越輕薄,用來安裝電池的空間就越小。而用戶卻希望待機時間越長越好,也就希望電池容量越大越好。利用有限的空間去設計盡量大容量的電池,也就意味著需要盡可能提高電池的能密度。減少電池里面的隔膜厚度,可以節(jié)省出空間來容納更多的正負極材料,從而提高電池容量。而隔膜變薄,卻更容易引發(fā)由金屬雜質(zhì)、極片毛刺引發(fā)的內(nèi)部短路。在受到高溫、過充等外在因素影響時也更容易熔化引發(fā)短路,從而導致起火或者爆炸。
曾有報道稱,本次三星Note7使用的SDI電池事故就與使用了超薄的隔膜有關。雖然這點尚未得到證實,但是從理論上來說還是有一定的合理性。
總體來說,電池的性能和安全二者在某種意義上是相互制約的。一味追求性能的提高,可能會降低其安全性。反之亦然。
高溫和低溫,都可能會讓手機變成炸彈
手機爆炸的原因多種多樣,比如手機部件斷裂或者內(nèi)部零件直接刺穿電池正負極(這種情況可見被坐彎、斷裂的手機)。
這些事從感官上我們就能區(qū)分或驚醒,但有些致命問題卻常常被忽略——高溫以及低溫。