智能手机为什么还会发生爆炸?看完这篇你就懂了

9月3日消息,由于电池爆炸问题,三星近日宣布在全球范围召回Galaxy Note 7。智能手机为什么还会发生爆炸呢?《连线》网站撰文称三星事件提醒了人们电池技术仍是隐患因素,并详解了电池的运行方式和手机的安全机制。

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以下是文章主要内容:

周五早上,三星证实宣布召回数百万部Galaxy Note 7智能手机。背后的原因听起来它更像是出自特克斯·艾弗里(Tex Avery)的卡通片,而非我们的现实:许多人报告称设备出现过热,燃烧,甚至爆炸。

与其它的同类事件一样,罪魁祸首是电池。正是因为电池问题,Galaxy Note 7被召回,电动滑板车一直都被认为是危险产品,波音必须要将787停在铺有泊油碎石的飞机跑道上,每隔一段时间就会出现有关智能手机或者笔记本电脑爆炸的报道。

事实上,三星事件不寻常的地方只有规模,以及该公司激进的回应。三星还没有公布该事故发生的具体原因,但专家们认为原因可能有很多。归根究底,都是锂离子电池问题。

电池如何运作

要理解锂离子电池为什么频频引发事故,我们需要对它们的运作方式有个大概的了解。它们有3个主要组成部分:一端阳极,一端阴极,以及两端之间的电解质。电压产生后,会驱使锂离子从一端转向另一端,进而充电和放电。

这一过程绝大部分时间都不会引发问题。但一旦有问题出现,问题会变得非常严重,且会快速恶化。

“有几件危险的事情可能会发生。”阿贡国家实验室储能研究联合中心主任乔治·克拉布特里(George Crabtree)指出,“其中一件是过度充电,这会导致发热,进而导致阳极发生多余的化学反应。”这个问题在放电时也可能会发生。克拉布特里说,阴极包含氧化物,氧化物能够与电解质中的有机材料结合,然后产生热量。混有杂质的“劣质”电池也有可能导致预想不到的后果。

如果你觉得“多余的化学反应”是不祥预兆,你没错,特别是在它们引起热逃逸的时候。“释放出的热量太多,以致于温度上升,化学反应因而变得更加快速。”克拉布特里说道,“那是大家都担心的问题。”

那是因为该问题最终会导致你的口袋冒火。一旦放热反应达到150摄氏度左右,它就会持续进行,直至有东西着火。

这些问题并不一定在你第一次给智能手机充电时就会发生;它们会慢慢形成。“你得到的电池在经过很多个充放电周期后可能会变得没那么强健。”克拉布特里说,“电解质中的某种合成错误,又或者电极开始累加,都会引发小型的化学反应。久而久之,你就会遭遇严重的化学反应。”

出错的东西越多,会造成破坏的化学反应就会越多。简单来说,锂离子电池非常复杂,一旦出错就会引发严重的后果。

安全机制

电池制造商知道这一点,三星和它的供应商亦然。所以他们实施了安全机制来防止事故发生。

“电池本身含有一个芯片,该芯片是旨在防止事故发生的保护电路。”在线维修社区和零部件零售商iFixit联合创始人兼CEO凯尔·韦恩斯(Kyle Wiens)说道。iFixit最近对Galaxy Note 7进行了拆解,检验了该款手机所有的内部元件。

韦恩斯在拆解后指出,可以说没有一样东西必定会导致Galaxy Note 7的过热问题。他说,该手机是有一些潜在的危险信号;一方面,它使用高电压电池,另一方面它的玻璃后壳的散热效果没有金属后壳那么好。不过,我们没有理由认为那些因素是过热问题的核心原因,尤其是考虑到类似的智能手机并没有发生爆炸。

“相比前几代产品,Galaxy Note 7并没有明显的不同。”韦恩斯指出。

目前来看,保护电路似乎没有起到作用。正常情况下,一旦电池达到特定问题,保护电路会马上关闭电池。但这一点也无法百分百肯定。一方面,三星方面还没有透露具体的原因,只是说“电池问题”。另一方面,该公司很有可能是同时从几家供应商采购电池。我们不知道是谁提供了有问题的电池;我们只知道召回行动适用于所有在中国以外地区出售的Galaxy Note 7。

不管怎么样,现有的安全防护措施显然不是不会出错。不过,那也不意味着我们一辈子都要面临设备爆炸的问题。

电池的新研发方向

克拉布特里说,“以汽油为例,我们喜欢它,是因为我们能够将其燃烧,产生大量的能量来驱动我们的汽车行驶。同样地,由于我们喜欢它的原因,它很危险。”

锂离子电池并不是这样。它们的可燃性并不是内在属性;它是一种没有人愿意看到的副反应。克拉布特里指出,“原则上,你可以设计出完全没有那些副反应的电池。”

目前,那一方向已经有进展。今年早些时候,斯坦福大学研究人员发布论文,提出一种当电池温度上升时将其关闭的被动方法:隔膜,在发热环境中会慢慢扩张,能够扩张到足以关闭电流的程度。一直以来,我们都需要在有效性和安全性之间做出权衡,不过权衡正变得越来越小了。

韦恩斯说,“我们针对电池的努力大部分都是围绕它的安全方面。”

这并不能给Galaxy Note 7的用户带来帮助。但至少,未来电池引发的爆炸事件有望大大减少。(乐邦)

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