手機(jī)電池真的是一枚定時(shí)炸彈嗎？沒(méi)那么簡(jiǎn)單 圖片
[摘要]手機(jī)可以說(shuō)是人們?nèi)粘Ｉ钪凶钯N身的電子設(shè)備，但讓人擔(dān)憂的是，就是這件和我們形影不離的物品卻存在著爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。
三星Galaxy Note 7電池易引發(fā)爆炸的問(wèn)題如今仍在持續(xù)發(fā)酵。在短短一周時(shí)間里，我們已經(jīng)看到了多起類似事件的報(bào)道：一名用戶的Note 7在酒店爆炸并造成1400美元的財(cái)物破壞，另一名用戶的手機(jī)甚至把整輛車都點(diǎn)燃了。而近日，又有一部Note 7在一名6歲男孩的手中爆炸。
手機(jī)可以說(shuō)是人們?nèi)粘Ｉ钪凶钯N身的電子設(shè)備，但讓人擔(dān)憂的是，就是這件和我們形影不離的物品卻存在著爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。手機(jī)爆炸并致使用戶受傷的事件時(shí)有發(fā)生，在這些意外事件當(dāng)中，引起手機(jī)保證的罪魁禍?zhǔn)讕缀鯚o(wú)一例外都是電池。但在了解電池的工作原理和引發(fā)爆炸的原因之后你會(huì)發(fā)現(xiàn)，只要使用得當(dāng)，手機(jī)電池其實(shí)并沒(méi)有我們想得那么危險(xiǎn)。
電池是這樣工作的
想要知道電池為什么會(huì)爆炸，我們需要搞清楚電池的工作原理。電池都擁有正負(fù)兩極，它們正好位于完全相對(duì)的兩端。其中負(fù)極（陰極）負(fù)責(zé)存放帶正電的離子，這里充滿了鋰離子，也就是存儲(chǔ)“燃料”的地方。與之相對(duì)的是正極（陽(yáng)極），用于存放帶負(fù)電的離子。
在充電過(guò)程當(dāng)中，鋰離子會(huì)從負(fù)極移動(dòng)到正極。而當(dāng)電池工作時(shí)，鋰離子會(huì)以相反的方向移動(dòng)。電池的兩極之間是一種名叫電解液的化學(xué)物質(zhì)，它的作用是幫助離子在兩極之間穿梭。
那么電池為什么會(huì)爆炸呢？實(shí)際上，雖然離子需要在兩極之間移動(dòng)才能工作，但電池的兩極本身是絕對(duì)不應(yīng)該接觸彼此的，因?yàn)檫@樣會(huì)把能量重新導(dǎo)向電解液。為了避免這種情況的發(fā)生，電池廠商會(huì)在兩極之間放置隔膜。
三星Galaxy Note 7的問(wèn)題就是隔膜缺陷所導(dǎo)致的兩極接觸。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，電池里所有的能量都會(huì)涌向中間的電解液而非兩極。而電解液本身就不是一種穩(wěn)定的化學(xué)物質(zhì)，當(dāng)承受太多能量時(shí)——不管是因?yàn)閮蓸O相接觸還是外部溫度過(guò)高——它們就會(huì)大量發(fā)熱，與其他化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)并產(chǎn)生氣體，然后產(chǎn)生更多熱量。
隨著該化學(xué)反應(yīng)的反復(fù)發(fā)生，氣體就會(huì)以越來(lái)越快的速度釋放熱量，這個(gè)不可控的正反饋過(guò)程被稱作“熱失控”，引起電池起火/爆炸的罪魁禍?zhǔn)拙褪撬?/p>
在化學(xué)過(guò)程當(dāng)中，熱失控指的是放熱反應(yīng)失去控制而導(dǎo)致溫度升高，這也經(jīng)常會(huì)引發(fā)爆炸。熱失控實(shí)際上是一種相當(dāng)常見(jiàn)的現(xiàn)象，在許多物理/化學(xué)過(guò)程當(dāng)中都時(shí)有發(fā)生。
電池技術(shù)的瓶頸在哪里
如今的絕大多數(shù)電子設(shè)備使用的都是鋰離子電池——包括智能手機(jī)、筆記本、汽車、可穿戴設(shè)備和藍(lán)牙音箱——這是因?yàn)殇囀敲芏茸畹偷慕饘僭兀@也就意味著，廠商可以用它賦予電池相當(dāng)高的容量。
鋰電池之所以能夠如此普及，是因?yàn)樗鼡碛腥缦聨讉€(gè)優(yōu)點(diǎn)：
1.更小更輕
2.能量密度高
3.自放電率低
4.無(wú)或低記憶效應(yīng)
5.充電速度快
6.開(kāi)路電壓高
7.壽命長(zhǎng)
但任何事物都有兩面性，雖然鋰電池?fù)碛腥缟线@許多優(yōu)點(diǎn)，它同時(shí)也存在一些令人擔(dān)憂的缺點(diǎn)，它們包括：
1.成本高
2.對(duì)高溫更敏感
3.老化快
4.深放電
5.安全（爆炸起火）隱患
其實(shí)，在手機(jī)電池爆炸這類事件當(dāng)中，廠商都是需要負(fù)一定責(zé)任的。因?yàn)樗麄兲庇谕苿?dòng)電池技術(shù)的極限，或是沒(méi)能確保自己的產(chǎn)品不會(huì)發(fā)生爆炸。由于手機(jī)屏幕越來(lái)越多，性能越來(lái)越強(qiáng)，它們自然也需要更多的電能，但絕大多數(shù)用戶并不愿意在續(xù)航或充電時(shí)間上做出妥協(xié)。
電池如今已經(jīng)成為拖累電子設(shè)備技術(shù)發(fā)展的主要因素，它的進(jìn)步角度已經(jīng)跟不上其他的電子元件，這也就是為什么廠商基于推動(dòng)其技術(shù)極限的原因。
在去年，三星的研究人員就發(fā)現(xiàn)了一種可延長(zhǎng)電池續(xù)航的新型鋰電池技術(shù)。這種技術(shù)使用了硅作為電池的正極，和目前鋰電池常用的石墨正極相比，這種材料能夠進(jìn)一步擴(kuò)充電池容量。與此同時(shí)，研究人員還設(shè)法解決了硅在充放電時(shí)出現(xiàn)的體積變化。在實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中，三星的研究者制作出了容量密度比普通電池大1.5-1.8倍的新型電池。
在去年，劍橋大學(xué)的研究人員也在鋰空氣電池方面實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破。這種新型電池的重量和成本僅是目前鋰電池的1/5，但容量卻提升了5倍。
除了擴(kuò)大電池容量之外，提高充電時(shí)間也是解決續(xù)航問(wèn)題的另一種方式。以色列一家名叫StoreDot的技術(shù)公司就在今年展示了自己的快速充電技術(shù)。在不改變現(xiàn)有鋰電池的前提下，這些技術(shù)可在30秒之內(nèi)將一塊電量耗盡的電池充滿電。
值得注意的是，這些新技術(shù)都仍處于探索階段，遠(yuǎn)未達(dá)到進(jìn)行大規(guī)模的商業(yè)化應(yīng)用的水平。因此在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，電子設(shè)備恐怕依然會(huì)被現(xiàn)有的電池技術(shù)水平所限制。
我們應(yīng)該注意些什么？
除了隔膜撕裂之外，造成鋰電池產(chǎn)生熱失控現(xiàn)象的原因還有不少，比如環(huán)境溫度超過(guò)60攝氏度，反復(fù)過(guò)度充電，以及私自改裝設(shè)備外殼等等。
其實(shí)中，過(guò)度充電就像是給桶里裝太多的水，不過(guò)水流多慢，桶里的水總是會(huì)溢出。對(duì)于電池而言，過(guò)度充電會(huì)在過(guò)多鋰離子涌向正極時(shí)發(fā)生。但別擔(dān)心，整晚給手機(jī)充電并不會(huì)造成電池過(guò)度充電，因?yàn)榇蠖鄶?shù)電池都擁有避免該現(xiàn)象發(fā)生的自動(dòng)保護(hù)機(jī)制。而如果發(fā)生過(guò)度充電，那就是廠商的保護(hù)機(jī)制沒(méi)做好。
此外，充電速度太快同樣存在隱患。快速充電技術(shù)會(huì)向電池輸送太多的能量，而如果充電器和電池不兼容，就容易發(fā)生短路。但只要你使用的是原裝充電器，那這種情況就不大可能會(huì)發(fā)生。
引發(fā)電池故障的最后一個(gè)常見(jiàn)原因同樣在于廠商，那就是通過(guò)增加電壓來(lái)擴(kuò)充電池容量。電壓可以被看作是瀑布的高度，而電流就像是水流——電壓越高，電池里的能量也就越多。廠商可以通過(guò)添加鎳等化學(xué)元素來(lái)增加電壓，但電壓的升高同時(shí)也增加了電解液起火的風(fēng)險(xiǎn)。
歸根結(jié)底，手機(jī)電池起火的主要原因是廠商沒(méi)能在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)當(dāng)中進(jìn)行嚴(yán)格的安全把控。但作為普通用戶，我們應(yīng)該如何避免自己的手機(jī)發(fā)生爆炸起火的意外呢？其實(shí)很簡(jiǎn)單：
1.避免把手機(jī)置于高溫環(huán)境
2.堅(jiān)持使用原裝充電器
3.不要故意破壞手機(jī)和電池
4.拒絕使用山寨電池（如果手機(jī)支持替換電池的話）
只要做到上面幾點(diǎn)，符合安全標(biāo)準(zhǔn)的手機(jī)就不會(huì)在我們的手中成為定時(shí)炸彈。
備忘錄：近期手機(jī)爆炸事件回顧
自手機(jī)在人們的生活中普及以來(lái)，電池爆炸的事件就時(shí)有發(fā)生。不管是諾基亞、三星還是蘋果，旗下的手機(jī)產(chǎn)品都曾發(fā)生過(guò)類似的爆炸事件。
在今年8月份，悉尼一名36歲的自行車手就因?yàn)樗さ箟浩鹊诫S身攜帶的iPhone而引發(fā)其爆炸，這也造成該男子大腿*燒傷。
在2010年，美國(guó)德州一名男子聲稱自己新買的摩托羅拉Droid 2在他打電話期間于于耳邊爆炸。爆炸致使該男子左耳被縫4針，但索性沒(méi)有對(duì)他的聽(tīng)力造成任何影響。不過(guò)由此產(chǎn)生4000美元醫(yī)藥費(fèi)讓他難以負(fù)擔(dān)。
小結(jié)
綜上所述，手機(jī)內(nèi)部的電池其實(shí)并沒(méi)有我們所想的那么危險(xiǎn)，只要正確使用就不會(huì)發(fā)生意外。但與此同時(shí)，我們也希望現(xiàn)有電池技術(shù)能夠得到進(jìn)一步發(fā)展，徹底消除讓用戶受傷的可能性，同時(shí)也讓我們能夠更長(zhǎng)時(shí)間地使用電子設(shè)備。
騰訊數(shù)碼訊（Eskimo）
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