截至10月10日,新款iPhone至少已经发生10起电池膨胀致使外壳爆裂事件。实际上,手机电池鼓包并不罕见,它的“爆”脾气究竟从何而来?
文/记者 慈玉鹏 编辑/刘昭
新媒体编辑/陈炫之
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毕 辉(中科院上海硅酸盐所副研究员)
李岱昕(中关村储能产业联盟高级研究经理)
科学“答”人随堂测
手机锂电池发生鼓包后的正确处理方式是
A、找维修人员维修
B、更换新电池
C、放出电池中的气体继续使用
D、用凉水泡一天
(答案见文末)
继三星Note7之后,iPhone 8也露出了“爆”脾气。
都市快报10月9日消息,浙江嘉兴出现了一例iPhone8充电时冒烟后壳炸裂事件。而此前台湾一名消费者给刚入手 3 天的 iPhone 8 Plus 充电时,手机外壳也突然爆裂。
截至10月10日,苹果公司推出的新款iPhone,在全球至少已经发生10起电池膨胀致使外壳爆裂事件。其实,手机电池膨胀鼓包并不罕见,造成这种现象的原因究竟是什么?
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“包”里基本都是气
“电池膨胀主要是因为产生气体,而产生气体的原因其一是电池内部发生‘副反应’。所谓‘副反应’,就是当电池里边有一些水分或其他杂质时,内部可能发生一定的反应,产出氧气、氢气、二氧化碳等气体,挤压电池外壳,造成电池鼓包。”中科院上海硅酸盐所副研究员毕辉说道。另外,如果电池过热也可能造成热稳定性降低,内部的电解液发生分解,从而产生气体造成膨胀。
▲加热令电池鼓包(动图截自湖南卫视《新闻大求真》2016年12月13日节目“手机电池鼓包有危险?”)
▲鼓包后继续加热引发爆炸(动图截自湖南卫视《新闻大求真》2016年12月13日节目“手机电池鼓包有危险?”)
导致电池产生气体膨胀的原因有很多种,充电时间过长、电池老化都是其中之一。IPhone 8的电池膨胀可能存在一定的特殊性。当下,针对IPhone 8鼓包事件,业界有一种推测是苹果公司在电池中加入了硅。
日益提高的手机使用率、全面屏的流行,都对手机电池的容量提出了更高的要求,而目前手机电池的优化空间已经非常有限。
电池的能量密度与其电容量成正比。目前,以石墨为原材料的锂电池,很难再去提高能量密度,一条新出路是加入硅。同样单位下,硅负极的能量密度是石墨负极的10倍,但是这也意味着风险——加入硅会造成较严重的膨胀,进而可能引起手机“鼓包”。
结构设计的改变也是一种可能。中关村储能产业联盟高级研究经理李岱昕表示,“电池问题有时是结构设计改变造成的,就拿三星note7来说,它的屏幕做成了曲面,这就要求电池也要设计成曲面,而这种设计可能是导致三星note7手机出现问题的原因。”
▲三星Note7曲面导致电池设计的改变
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电池鼓包“救不得”
既然手机电池鼓包里主要都是气体,那么将气体放掉是否可以继续使用呢?在百度查阅一下“手机电池鼓包”,可以看到不少的建议是——用针将其戳一个小洞,将气体放出继续使用。实际上,这么做十分危险。
2015年8月16日,吉林省长春市的李先生发现自己的手机电池鼓包了,就按照网上的说法用针扎电池放气。当时,被扎后的电池迅速膨胀并且爆炸,致使李先生腿部烫伤。
“用针扎电池,很有可能造成电池短路,进一步引发电池着火甚至爆炸。目前,电池鼓包并不能维修,只能更换新电池。”毕辉说。李岱昕表示,针刺实际上是一种专业的电池测试技术,用来测试手机电池的性能。“但老百姓可不能模仿,这么做十分危险。”她说。
▲手机电池鼓包切忌用针放气
发生爆炸的主要是锂离子电池,这是因为电解质中的锂化学性质非常活泼,易燃烧。当电池膨胀致使外壳有裂痕时,电解质泄漏就可能造成起火、爆炸。
而聚合物锂电子电池相对更安全。这是因为聚合物锂离子电池的电解质是固态的,不会漏液,现在市面上已经大量使用聚合锂离子电池了。
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不想让它鼓起来,这样做
电池鼓包不能挽救,是否可以预防呢?
“使用正规匹配的充电器。”毕辉说,首先,不正规的充电器的保护电路系统很可能不完善,其次,使用高于电池额定电压的充电器,例如平板产品的充电器,充电电流会比较大,长时间会对电池造成损害,导致膨胀发生。
电池要浅冲浅放。“电池不要等到电量用完再充电,若是充满一定要尽快拿下来,最好将电量控制在20%到80%。”李岱昕说,毕辉表示,过冲会将电压一直保持在高位,从而增强氧化性,将锂电池中的电解液氧化分解,造成电池鼓包。“而且过充过程中,大量过量的锂到负极,在负极析锂形成锂枝晶,能够刺穿隔膜造成短路,严重情况也会发生电池爆炸。”
▲手机电量最好浅冲浅放
买正规厂家的手机电池。手机电池本身有保护电路,当电压过高或者电流过大时,保护电路就会停止充电和供电,“有一些保护电路还是温控的,当温度过高时,它就停止工作,从而保护电池,减少事故。”毕辉说。但是,市场上一些不合格的廉价非原厂电池,往往存在偷工减料,保护电路并不完善,所以选择正规厂家的手机电池至关重要。
手机不要边用边冲。“边玩边用会让手机电流过大,长时间处于较高的温度环境。”毕辉说,高温会导致电解液发生副反应产生气体,长时间也会严重影响电池寿命。
科学“答”人随堂测
答案:B
解析:手机锂电池发生鼓包主要是因为外部环境诱导,发生副反应产出气体,挤压电池外壳发生膨胀。手机电池鼓包后应该更换新电池,目前并不能维修。放出气体和用水泡一天都不能继续使用,可能还会造成危险。
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(本文由北京科技报全媒体中心采编制作。转载授权请联系“科学加”微信公众号,违者必究)
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本文由梁桂钊于2023-05-09发表在梁桂钊的博客,如有疑问,请联系我们。
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