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北京工业大学教授 夏定国 锂离子蓄电池是目前性能及水平最先进、发展最迅猛的民用化学电源,已成为手机、笔记本电脑、数码摄像机等高端便携式消费电子产品的首选配套电源。但是由于种种原因,由手机电池引起的爆炸致死事件屡屡发生。欲知其中原因,还需从手机电池的工作原理说起。 电池燃烧爆炸的两大条件 锂电池的工作原理是:当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子脱出,电解液运动到负极并嵌入层状的碳层。当对电池进行放电时,嵌在负极碳层中的锂离子脱出,重新回到正极。锂电池之所以会出现安全事故,主要是由电极和电解液之间发生的化学反应引起的。而电解液的主要成分为碳酸酯,其闪点(可理解为着火点)很低,沸点也较低,所以,一旦条件适宜,电池就会燃烧,甚至爆炸。 条件1:电池过热 处于充电状态时,电池的正极材料为强氧化性化合物,负极材料为强还原性化合物。由于一些山寨电池没有自动关断保护设置,当电池过热时,电解液中的碳酸酯就会被氧化还原,并产生大量的气体和更多的热量。此时,如果电池缺少安全阀或是气体来不及通过安全阀释放,电池内的压力便会急剧上升,从而发生电池爆炸。 此外,过度充电也能导致电池内部高电压,使正极电解液加速氧化,产生更多的热和气体。电池燃烧主要就是由于电池内部压力过大导致了外壳破裂,在高温状态下,电极和电解液与氧接触后会立即燃烧并引燃电解液和隔膜等。 条件2:管理系统(芯片)损坏 为了保证电池正极材料具有良好的循环性能,实际上电池所使用的容量只有理论容量的一半。尽管如此,一旦在使用过程中发生了某些意外情况(比如管理系统损坏),照样能导致电池内部电压过高,使正极中剩余的部分锂离子脱出,并经过电解液跑到负极表面以金属锂的形式沉积;而金属锂的表面电沉积极易形成枝晶,这些枝晶会刺穿具有保护作用的隔膜,使正负极短路而致电池迅速发热,从而引起安全事故。由于正规厂家生产的电池内部通常都有安全管理系统,因此其安全性无疑要比一些山寨电池高得多。 请购买原装电池和充电器 为了确保锂电池的安全使用,正规电池的生产厂家通常会对电池进行非常严格、周密的安全设计: 1.当隔膜达到135℃时,能自动断开电源。 2.在电解液中加入添加剂,在电压高于4.2V的条件下与电液中其他物质聚合,使电池内阻大幅增加,形成大面积断路,使电池不再升温。 3.电池盖采用复合结构,使电池在内压达到一定程度时能自动破裂和放气。 同时,为考察电池在实际使用中的性能情况,正规电池的生产厂家会在各种环境下进行滥用试验,以验证其性能是否达到了安全标准。 由于目前我国尚缺乏统一、严格的锂离子蓄电池的安全标准和质量体系控制,以及相应的监督认证机制,在充电器的生产方面也未实现标准化,以致一些山寨电池和万能充电器充斥市场,从而为用户的安全埋下了隐患。 如今,手机已经成为人们普遍使用的通讯工具。建议大家为了自己的安全,务必使用适合自己手机的原装电池和原装充电器。同时,我们呼吁政府主管部门加大对电池和充电器的市场监管力度,以保证广大用户的安全。 |
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