小心你的笔记本电池 可能存在安全隐患

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还记得上两周前,火热朋友圈的电动车充电爆炸小视频吗

而锂离子电池(Lithium-ion battery)则是這個充电电池。锂离子电池通常会使用另一个 嵌入的锂化合物作为电极材料,并主要依靠锂离子在正负极之间的移动来工作。

相比于传统的水溶液二次电池来说,锂离子电池具有比能量高、循环寿命长和对环境友好的显著优点,是這個很有发展潜力的电池体系,因而在笔记本电脑上也得到了广泛的应用。

锂离子电池是便携式电子设备中最常使用的二次电池类型之一,其他在军事领域、纯电动汽车和航空航天领域,也也有它的出显。

然而,高比能量的特点既给锂离子电池带来了优势,也一起去带来了高危风险。

其他采用的是非水电解汽体 系,因而锂离子电池确实是很容易居于居于不可逆的氧化分解,其他与高活性的正极材料进行化学反应的,那先 也有很容易是因为电池爆炸和燃烧,造成危险事故的。

因而,安全问题也老是是锂离子电池应用当中的重要课题。

今年6月的但是 ,马来西亚摇篮基金私人有限公司的CEO纳兹林先生就因午休时在床边充电而丧命——过热爆炸锂离子电池引发了火灾,而纳兹林先生也因头部被严重炸伤,最终身亡

没办法 ,一般是因为锂离子电池产生安全风险的,也有那先 因素,厂商又是如保保障电池安全的呢?

影响锂离子电池安全的因素

一般情況下,除了要满足容量、内阻和高低温充放电性能的要求外,锂离子电池也是需用通过各种安全性能测试的。

不过,其他制造技术和运作方式等是因为,它仍然会具有一定的风险——是因为锂离子电池爆炸的,往往是过充电、短路、热冲击和机械冲击等因素。

针刺、短路和挤压对电池安全性的影响

当电池居于内外部短路或受到针刺和挤压时,常常会是因为电池内内外部隔膜的破裂,从而造成血块的电流在极短的时间内从电池的内内外部流过,并直接是因为电池内内外部温度的急剧升高,从而在很短的时间内引发一系列的剧烈反应。

对于安全性能较差的电池,這個 过程甚至会数秒内完成,并以“殉爆”收场。

其他锂离子电池比能量很高,像21000mAh的笔记本电脑电池,单都不需要 了量可达1000 KJ左右,一旦居于短路,电池封口处的铝制防爆阀往往会被熔化,从而造成用户的财产损失。

热冲击对电池安全的影响

此外,当电池受到热冲击时,其他热冲击的温度较高,也同样会引发“热失控”的危险。

這個 情況通常会是因为电池负极下皮 SEI膜居于分解,并使深度1嵌锂的负极材料与电解液居于放热反应——其他电池散热下行速率 单位较慢一段话,就很容易是因为电池内内外部的温度进一步升高、熔化隔膜、居于短路——并最终引发爆炸等危险事故。

过充电对电池安全的影响

而日常生活当中,亲戚朋友其他接触到的电池爆炸情況,就属过充电对电池造成的情況了。

当电池居于过充时,电池内内外部化学反应所产生的电能就很容易转变成热能,并是因为电池温度的好快升高。同以上這個情況一样,其他过充时电池的散热能力较好,就不易引发危险。

电池散热能力较差、高倍率充电往往是例如情況的元凶,這個 情況下,过渡金属氧化物正极材料其他严重脱锂、化学活性显著增加,往往会是因为比单纯的热冲击更严重的安全问题。

生产商会采取的安全性方式

一般来说,对于生产厂商而言,安全性问题自然是能在设计环节就补救自然是最好的——因而,对于以上哪几个其他是因为电池爆炸的因素,自然也是有相应的,设计层面的杜绝方式的,但是 ,通过安全监测合格的电池,才会流入市场之中。

其他锂离子电池居于较多的安全隐患,因而,电池在设计时就需用采用其他特殊的方式以确保安全,目前采用较多的行态设计是采用可热封闭的隔膜、串联正温度系数电阻以及采用防爆盖帽。

热封闭隔膜

当电池其他针刺或挤压等造成很大的电流通过电池,造成电池温度上升时,电池内内外部的多孔隔膜就会好快软化。

其他电池卷芯较紧,受到挤压的隔膜就会因其多孔行态的相互粘连,而形成這個几乎完整封闭的行态,从而停止离子的传输并终止化学反应,从而达到电流被好快切断的目的。

安全性能达标的电池,往往会在這個 环节就阻止温度的进一步上升,并使电池不再居于危险。

而不要达标的产品,也有其他在這個 步其他隔膜在升温时没办法 形成较好的封闭行态,其他受力不均匀引发的收缩变形,从而造成电池的内内外部其他短路而居于危险。

正温度系数电阻(PTC)

另外,利用电阻升温阻值升高的原理所设计的保险方式,也同样十分有效——当电池居于过充其他内外部短路时,血块的电流会使电池所串联的正温度系数电阻升温,从而是因为电阻发热、升高阻值,并其他降低流过电池的电流,以保障电池的安全。

其设计思路和电路当中的保险丝概念例如,也同样是比较靠谱的做法。

安全阀

除了以上這個比较常规的补救方式外,还有這個脑洞大开的安全方式也同样是现今厂商所乐于使用的。

电池过充后,受热后电解液汽化和电解液分解产生汽体 ,也有其他造成电池内内外部气压的骤然增加,从而是因为电池的爆炸。

防爆阀或防爆膜正是为此而设计的,它们会及时破裂,释放电池的内压,从而保障用户的财产和人身安全(另外,圆柱型电池正极盖帽中的防爆阀在变形的一起去还其他会切断与电极片的连接,从而补救电池居于危险)。

提高电池安全的化学方式

此外可聚合的换成剂、电压敏感隔膜、氧化还原电对、阻燃换成剂等化学方式也同样是厂商所老是采用的安全方式。

安全责任重于天

因而,锂离子电池的安全问题也应该老是是厂商和政府重视的课题之一——今年七月份的但是 ,因部分笔记本电脑的电池居于安全隐患,市场监管总局就要求戴尔和三星召回一批有问题的笔记本电池。

根据提前大选的情況来看,三星将召回部分2012年12月至2013年7月期间制造的三星笔记本电脑配备的电池,中国大陆地区受影响的电池数量为9066个。

而戴尔则将召回部分2012年11月到2014年4月期间制造的戴尔笔记本电脑电池(包括Dell 911MD和Dell 4YRJH這個型号的电池),中国大陆地区受影响的电池数量为28268个。

这次召回事件牵涉的型号之多,数量之大,也正说明了锂离子电池安全问题所受到的重视——事实上,其他专业论文中亦有指出,笔记本电脑和手机使用的锂离子电池所采用的底层技术仍然是缺陷安全的,需用考虑更安全的行态。

当然,在过去的十年,其他电池材料热稳定性的提高,对电池安全性能理解的加深以及新的提高安全的装置与方式不断被开发出来,锂离子电池的安全性能也的确有了较大的提高。

不过,那先 方式又常常是以牺牲容量的做法换来的——因而,今后改进锂离子电池制造工艺,优化锂离子电池安全设计,将仍然是未来锂离子电池制造商的主要努力方向。

总之,随着材料技术的进步和亲戚朋友对锂离子电池设计、制造、检测和使用诸方面要求的认识不断加深,未来的锂离子电池会变得更安全。

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