鉅大LARGE | 點擊量：8465次 | 2021年04月14日
手機電池真的會爆炸嗎？什么情況下會爆炸？怎么預防手機電池爆炸
三星將GalaxyNote7的召回歸咎于部分手機上，原本不能互相接觸的電池陰陽兩極觸碰到一起。由于電池相對的兩側(cè)有陰陽兩個電極，陰極里充滿鋰元素，它是燃料存儲的地方。在充電期間，鋰離子從陰極移動到陽極。當電池使用時，鋰離子向相反的方向移動。在陰極和陽極之間的是被稱為電解質(zhì)的化學物質(zhì)，它們能夠幫助電離子移動，傳導電流。雖然電離子要從一側(cè)移動到另一側(cè)，但陰陽兩極本身絕對不能接觸。為了防止這種情況發(fā)生，電池制造商在陰陽兩極之間插入了隔板。
Note7的電池問題是隔板有缺陷，陰陽兩極觸碰到一起。這被認為是最糟糕的失敗，因為它極有可能會引起火花，甚至可能發(fā)生爆炸。美國康奈爾大學材料科學家LyndenArcher表示說，當兩個電極接觸時，電能直接流向中間的電解質(zhì)而非兩側(cè)的電極。
電解質(zhì)本身是不太穩(wěn)定的，電離子在其中的移動也會不穩(wěn)定。當有大量的熱量出現(xiàn)時，無論是通過兩個電極互相接觸還是僅僅因為外部過熱，電解質(zhì)都可能與其它化學物質(zhì)發(fā)生反應，出現(xiàn)氣體，釋放更多的熱量。隨著化學反應的反復發(fā)生，氣體以越來越快的速度釋放越來越多的熱量。這個過程將出現(xiàn)熱失控，并可能導致起火。
手機電池真的會爆炸嗎？
會的。電池中負責存儲電能的是電芯部分，但當過充、過放時，有可能會擊穿劣質(zhì)電池電芯中的隔膜，使電芯短路，造成高溫高壓而爆炸。所以手機電池在充電的過程當中最易發(fā)生爆炸。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
什么情況下會爆炸？
除了充電爆炸外，手機電池在沒充電時也會發(fā)生爆炸情況。原因是手機之前充電時已造成了高電壓，達到了電池外殼的臨界點，當外界溫度、壓力超過臨界點時，就會發(fā)生爆炸。
簡單來說，造成手機電池爆炸的重要原因有三點：
1.電池質(zhì)量
目前國內(nèi)發(fā)生的多起手機爆炸事故多由于假冒原裝電池引起。業(yè)內(nèi)資深人士揭露，這些假冒的原裝電池都是舊電池回收翻新，原材料雜質(zhì)過多、工藝不合格、電池安全保護的相關設計不到位等，都會造成電池爆炸。
利用高能同步X光射線，倫敦大學（UniversityCollegeLondon）的研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了導致鋰離子電池過熱并爆炸的連鎖反應的原因。圖片來源：DonalFinegan,UCL
實時圖像揭示了導致鋰離子電池爆炸的連鎖反應。
這一連鎖反應發(fā)生在幾個毫秒之內(nèi)：過熱的電池模塊出現(xiàn)了多米諾效應，出現(xiàn)了越來越多的熱量，并最終導致爆炸。發(fā)表在2015年四月二十八日的NatureCommunications上的研究顯示，事實證明不是所有的電池都會爆炸。
作為倫敦大學的化學工程師，PaulShearing是這一研究的合著者。他說道：某些安全功能的存在可以減輕或平息這種熱能失控。這些功能包括電池內(nèi)部的機械支撐。
電池不是罪魁禍首高溫才可怕
想要了解為何鋰離子電池總是肇事者，就要先了解鋰離子電池的構(gòu)造。鋰離子電池兩端分為正負兩極，中間裝著電解液，電壓流經(jīng)電解液，將鋰離子從一端帶到另外一端，這就是充電與放電的過程。
1473647020428030497.jpg
鋰離子電池的構(gòu)造
通常這個過程不會有什么問題，但當問題發(fā)生時，就會以非?？斓乃俣瘸霈F(xiàn)極大的后果。至于會有什么問題呢？常見的問題之一就是過度充電而導致電池過熱，甚至進一步使正極出現(xiàn)化學變化，最終可能起火燃燒或是爆炸?？蓜e認為電池過熱只會發(fā)生在過度充電，同樣地，過度放電也會發(fā)生同樣意外，因為負極包含了氧化物，會與電解液出現(xiàn)化學反應，進而放熱。而劣質(zhì)電池還可能因為有雜質(zhì)跑進電解液中而導致上述反應。
1473647002066093221.jpg
溫度過熱的電池發(fā)生爆炸
可別小看電池過熱這個問題，因為過熱會導致反應加速，一旦溫度持續(xù)飆升到150℃甚至超過，就很有可能在你的口袋裡或是包包中起火燃燒。
1473646975040043990.jpg
劣質(zhì)鋰離子電池很容易出現(xiàn)溫度過高現(xiàn)象
至于鋰離子電池何時可能會過熱呢？這很難說。有些劣質(zhì)或有問題，或是在不當使用的情況下的鋰離子電池很可能在第一次充電或放電就嚴重過熱；而有些可能隨著充放電循環(huán)次數(shù)的新增而衰弱，導致過熱。無論是正負極還是電解液，只要有一點問題，就可能釀成大禍。
鋰離子電池遇到空氣
是鋰元素，被氧化。鋰在元素周期表中可以看到是一種非?；顫姷脑?。
手機的電池一般都是鋰離子電池。鋰離子電池很活潑，被氧化，燃燒。
鋰（Li）是一種銀白色的金屬元素，質(zhì)軟，是密度最小的金屬。用于原子反應堆、制輕合金及電池等。鋰和它的化合物并不像其他的堿金屬那么典型，因為鋰的電荷密度很大并且有穩(wěn)定的氦型雙電子層，使得鋰容易極化其他的分子或離子，自己本身卻不容易受到極化。這一點就影響到它和它的化合物的穩(wěn)定性。
所以千萬不要輕易自己去做鋰離子電池穿刺試驗。
角度過大的彎折會讓電池膨脹冒煙：它的內(nèi)部短路了。想想大屏手機掰彎了也會有危險啊。
電池穿刺后，電池即刻膨脹、冒煙!
2.電芯長期過充
長時間充電狀態(tài)下，過充、過電流也會導致高溫高壓，發(fā)生隱患。鋰離子電池在特殊溫度、濕度及接觸不良等狀況下可能瞬間放電而出現(xiàn)大量的電流，發(fā)生自燃或爆炸情況。
3.電池短路
當手機處在高溫狀態(tài)，或受到撞擊、金屬摩擦等情況時，可能會造成電池短路，發(fā)生爆炸。
電池兩極短路后，極片很快出現(xiàn)明火并被燒斷。假如極片沒有斷裂、斷持續(xù)短路，電池接下來將會膨脹、冒煙、燃燒……
怎么樣使用鋰離子電池，防止手機爆炸？
1.選用質(zhì)量過硬的原裝電池
電池會爆炸歸根結(jié)底還是電池質(zhì)量的問題。一定要選擇原裝電池，防止使用山寨、劣質(zhì)電池。電池外表一般會包上一層安全膜，當電池壓力達到一定峰值時，就會爆開安全膜釋放壓力，保護電池不爆炸。但山寨電池、劣質(zhì)電池未必有安全膜保護電池安全，購買電池時首先要捏一下電池，內(nèi)部特別軟或特別硬的都是假電池。價格貴些的品牌電池與幾十元的山寨電池不只是價格上的差別。
另外，被堅硬物敲擊或有嚴重劃痕的電池也最好換一個。對一體機來說（如iPhone、華為的P系列、小米等等）在潮濕環(huán)境或進水后，不要盲目充電試機，以免造成短路引發(fā)手機爆炸。
2.選用質(zhì)量過硬的充電器
鋰離子電池充電過程一般是先恒流，再恒壓，原廠手機充電器有充滿后自放電的功能，就是為了防止過充電。山寨、劣質(zhì)充電器沒有此項功能。
3.注意電池溫度
手機充電時要放在通風的位置，不要將電池背部朝下，防止電池在充電過程中因為溫度過高而爆炸。其次，在使用手機時，尤其是運行大型手機游戲的狀態(tài)下，一定要適度，不要讓手機溫度變得太高。
也不要低溫狀態(tài)下給手機充電。在0度以下的低溫狀態(tài)時，充電的電量會明顯低于正常電量，進而導致正負極反應不充分平衡率無法實現(xiàn)，致使多余的鋰離子形成晶體析出，導致隔膜被刺穿，使電池內(nèi)部發(fā)生短路引發(fā)爆炸。
不要將電池放在高溫環(huán)境下，也不要對其進行劇烈的打擊和擠壓，還要防止電池被陽光暴曬。
4、發(fā)現(xiàn)異常時停止充電
充電時假如發(fā)現(xiàn)手機異常應立馬斷電，斷電后不要立刻使用手機。假如出現(xiàn)電池變形或者鼓起的情況，不要再使用。
鋰離子電池充電要求首先恒流充電，即電流一定，而電池電壓隨著充電過程逐步升高，當電池端電壓達到4.2V（4.1V）,改恒流充電為恒壓充電，即電壓一定，電流根據(jù)電芯的飽和程度，隨著充電過程的繼續(xù)逐步減小，當減小到0.01C時，認為充電終止。（C是以電池標稱容量對照電流的一種表示方法，如電池是1000mAh的容量，1C就是充電電流1000mA，注意是mA而不是Ah，0.01C就是10mA。）為何認為0.01C為充電結(jié)束：這是國家標準GB/T18287-2000所規(guī)定的，也是討論得出的。以前大家普遍以20mA為結(jié)束，郵電部行業(yè)標準YD/T998-1999也是這樣規(guī)定的，即不管電池容量多大，停止電流都是20mA。國標規(guī)定的0.01C有助于充電更飽滿，對廠家一方通過鑒定有利。另外，國標規(guī)定了充電時間不超過8小時，就是說即使還沒有達到0.01C,8小時到了，也認為充電結(jié)束。(質(zhì)量沒問題的電池，都應在8小時內(nèi)達到0.01C,質(zhì)量不好的電池，等下去也無意義)鋰離子或鋰聚合物電池組的最佳充電速率為1C，這意味著一個1000mAh的電池組要以1000mA的電流進行快速充電，以這種速率充電可以實現(xiàn)最短的充電時間，而且不會降低電池組的性能及縮短使用壽命。關于容量不斷新增的電池組，欲達到這種滿意的充電速率，提高充電電流值是不可防止的。
1.鋰離子電池充電要求的最適合電流是多少？
鋰離子電池充電要求首先恒流充電，即電流一定，而電池電壓隨著充電過程逐步升高，當電池端電壓達到4.2V（4.1V），改恒流充電為恒壓充電，即電壓一定，電流根據(jù)電芯的飽和程度，隨著充電過程的繼續(xù)逐步減小，當減小到0.01C時，認為充電終止。（C是以電池標稱容量對照電流的一種表示方法，如電池是1000mAh的容量，1C就是充電電流1000mA，注意是mA而不是Ah，0.01C就是10mA。）為何認為0.01C為充電結(jié)束：這是國家標準GB/T18287-2000所規(guī)定的，也是討論得出的。以前大家普遍以20mA為結(jié)束，郵電部行業(yè)標準YD/T998-1999也是這樣規(guī)定的，即不管電池容量多大，停止電流都是20mA。國標規(guī)定的0.01C有助于充電更飽滿，對廠家一方通過鑒定有利。另外，國標規(guī)定了充電時間不超過8小時，就是說即使還沒有達到0.01C，8小時到了，也認為充電結(jié)束。（質(zhì)量沒問題的電池，都應在8小時內(nèi)達到0.01C，質(zhì)量不好的電池，等下去也無意義）鋰離子或鋰聚合物電池組的最佳充電速率為1C，這意味著一個1000mAh的電池組要以1000mA的電流進行快速充電，以這種速率充電可以實現(xiàn)最短的充電時間，而且不會降低電池組的性能及縮短使用壽命。關于容量不斷新增的電池組，欲達到這種滿意的充電速率，提高充電電流值是不可防止的。
2.鋰離子電池充電要求的最適合電壓是多少？
鋰離子電池標稱電壓3.7V（3.6V），充電截止電壓4.2V（4.1V，根據(jù)電芯的廠牌有不同的設計）怎么樣差別電池是4.1V還是4.2V：消費者是無法區(qū)分的，這要看電芯生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品規(guī)格書。有些牌子的電芯是4.1V和4.2V通用的，比如A&TB（東芝），國內(nèi)廠家基本是4.2V。把4.1V的電芯充電到4.2V會怎么樣：會使電池容量提高，感覺很好用，待機時間新增，但會減短電池的使用壽命。比如原來500次，減少到300次。同樣道理，把4.2V的電芯過充，也會減短壽命。鋰離子電芯是很嬌嫩的。既然電池內(nèi)有保護板，我們是否就可以放心了呢：不是，因為保護板的截止參數(shù)是4.35V（這還是好的，差的要4.4到4.5V），保護板是應付萬一的，假如每次都過充，電池也會很快衰減的。
3.蘋果iPhone的電池規(guī)格是多少？
蘋果iPhone的電池規(guī)格是標稱電壓3.7V，充電截止電壓4.2V，電池容量1400mAh，按照我們上面的所講的，最佳充電速率1C，要達到1400mA的電流開始充電，電壓為3.7V，在電壓達到4.2V后，開始進行恒壓充電，直到達到0.01C也就是14mA停止充電。
4.usb接口和充電器的電壓、電流分別是多少？
usb接口的電流是500mA，電壓是＋5V，假如在充電過程中打開HWinfo，你也可以看到ExternalPower一項是500mA充電器是為iPhone設計的，電壓我想大家都明白那個白色的，可以插進電源插座的小方塊是干什么的吧，就不用我再說了吧？使用充電器充電是，打開HWinfo可以看到ExternalPower一項是1000mA綜上所述，當你使用usb來充電的時候，電壓是＋5V，而電流只有500mA，我們在參考1、2問題的答案就了解這種辦法會新增電池容量，用起來很爽，但是會減短電池使用壽命。當使用充電器來充電時，大家可能會問，你不是說最佳速率是1C嗎？那iPhone應該是1400mA的充電電流才對啊，沒錯，可是國家還有一個規(guī)定，國標規(guī)定的低倍率充電是0.2C（仲裁充電制式），還以iPhone的1400mAh容量的電池為例，就是280mA，理論上越小對電池越有好處。但你總不能為了一塊電池充電等3天吧。（容量mAh＝電流mA×時間h）所以蘋果選擇了0.7C，大部分的電池在0.5C--0.8C之間5你們可以選擇了！很明顯有人使用usb充電，感覺時間較長，但是那是以犧牲電池壽命作為代價的。
