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研發(fā)更安全的電池

手機(jī)爆炸看起來似乎是一件怪事，但手機(jī)電池的化學(xué)性質(zhì)決定它們確實(shí)有可能著火并爆炸。美國康奈爾大學(xué)材料科學(xué)家Lynden Archer表示：“從理論上講，我們已經(jīng)可以使鋰電池續(xù)航時(shí)間達(dá)到90%的極限值。所以，各大手機(jī)廠商都在向極限努力，希望獲得盡可能長的續(xù)航時(shí)間。這就有點(diǎn)像在進(jìn)行一場軍備競賽。這種趨勢正在產(chǎn)生另一種趨勢，電池事故越來越容易發(fā)生。”

三星將Galaxy Note 7的召回歸咎于部分手機(jī)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(gè)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(dòng)到陽極。當(dāng)電池使用時(shí)，鋰離子向相反的方向移動(dòng)。在陰極和陽極之間的是被稱為電解質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)，它們能夠幫助電離子移動(dòng)，傳導(dǎo)電流。雖然電離子需要從一側(cè)移動(dòng)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。

Note 7的電池問題是隔板有缺陷，陰陽兩極觸碰到一起。“這被認(rèn)為是最糟糕的失敗，因?yàn)樗鼧O有可能會引起火花，甚至可能發(fā)生爆炸。”Lynden Archer說，“當(dāng)兩個(gè)電極接觸時(shí)，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(dòng)也會不穩(wěn)定。當(dāng)有大量的熱量產(chǎn)生時(shí)，無論是通過兩個(gè)電極互相接觸還是僅僅因?yàn)橥獠窟^熱，電解質(zhì)都可能與其它化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氣體，釋放更多的熱量。隨著化學(xué)反應(yīng)的反復(fù)發(fā)生，氣體以越來越快的速度釋放越來越多的熱量。這個(gè)過程將產(chǎn)生“熱失控”，并可能導(dǎo)致起火。

為此，一些科學(xué)家正在試圖開發(fā)一種不容易起火的電解質(zhì)。這些電解質(zhì)被稱為“離子液體”。提供能源解決方案的技術(shù)公司Nohms Technology公司首席技術(shù)官Surya Moganty表示：“與一般電解質(zhì)相比，‘離子液體’需要更多的熱量才會形成可燃?xì)怏w。這種新型電解質(zhì)要安全得多，但也有可能縮短電池的續(xù)航時(shí)間。”