离子液体或将作为新型电解质用于手机电池

2016-10-20 13:41:28 adman 19

多起炸机事件后,三星Note 7几乎成了过街老鼠,中美日各大航空公司纷纷以电池存在安全隐患为由封杀Note 7。尽管在几次三番的表态中,三星与其电池供应商SDI在电池是否是爆炸元凶的问题上说法不一,前后矛盾,但手机电池安全还是毫无意外地被推上了风口浪尖。

手机电池为何会发生爆炸呢?

在了解这一问题之前,我们需要了解电池的工作原理。电池相对的两侧有两个电极(或叫电导体)。其中一个电极含正电离子,被称为阴极。阴极里充满锂元素,它是“燃料”存储的地方。另一个相对的电极含负电离子,被称为阳极。

在充电期间,锂离子从阴极移动到阳极。当电池使用时,锂离子向相反的方向移动。在阴极和阳极之间的是被称为电解质的化学物质,它们能够帮助电离子移动,传导电流。虽然电离子需要从一侧移动到另一侧,但阴阳两极本身绝对不能接触。为了防止这种情况发生,电池制造商在阴阳两极之间插入了隔板。

若隔板有缺陷,阴阳两极触碰到一起,电能直接流向中间的电解质而非两侧的电极, 这样就有可能会引起火花,甚至可能发生爆炸。电解质本身是不太稳定的,电离子在其中的移动也会不稳定。当有大量的热量产生时——无论是通过两个电极互相接触还是仅仅因为外部过热——电解质可能会与其他化学物质发生反应,产生气体,释放更多的热量。随着化学反应的反复发生,气体以越来越快的速度释放越来越多的热量。这个过程将产生“热失控”,并可能导致起火。

这就是为什么许多手机在过热时会自动关机。但电池爆炸也可能是因为其他的原因。电池过度充电或充电过快都可能导致电池起火或者爆炸。

过度充电就像在水桶里装入太多的水。水桶里装入太多水不要紧,因为水会溢出。但对于电池来说,过度充电时,会有过多的锂元素进入阳极。过度充电并非是因为你将手机充了一整夜的电——大多数电池被设计成自动防止过度充电,而是因为制造商在生产过程中的差错导致电池电路出现故障,以至于不能阻止过度充电。

电池就像一个橡皮筋。当你对电池进行充电时,就好像你在拉伸橡皮筋;当你使用电池时,就好像你在释放它。如果你将橡皮筋拉得太紧,它就会断裂。

现在,我们所用的手机屏幕越大、功能越强大,就需要越多的能量,而我们大多数人总是希望电池续航时间越长越好,充电速度越快越好。虽然我们已经可以使锂电池续航时间达到极限值的近90%,但这仍不能满足人们的需求。

科学家正在研究新型电解质

一些科学家正在试图开发一种不容易起火的电解质。这些电解质被称为“离子液体”。与一般电解质相比,“离子液体”需要更多的热量才会形成可燃气体。这种新型电解质要安全得多,但也有可能缩短电池续航时间。

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离子液体


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