手机电池爆炸｜这些使用不当的方式赶紧改掉！
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手机电池爆炸｜这些使用不当的方式赶紧改掉！
&网闻1：三星GalaxyNote 7手机自燃、爆炸。Note7的爆炸声称是由于电池设计缺陷才导致的。这就表示手机使用的电池有危险。网上又传Galaxy S7 Edge在无线快速充电时，莫名其妙地发生了自燃。“在安静时听到了吱吱声，然后烟雾突然冒出，不用多久手机便燃烧了起来，那种烧毁电子产品的气味很刺鼻，并迅速充满整个房间。”无线充电也会自燃，真是防不胜防！网闻2：苹果也自燃、爆炸了。& &&&&&其他品牌的手机有没有自燃、爆炸过呢？当然有！只是运气好一点，没造成哪些么大的影响。那么，手机电池为什么会发生自燃、爆炸呢？如何防范？下面回答几个相关的问题。问题1：手机电池有什么特点？当前，智能型手机内部所使用的都是可以二次充电的锂离子电池，不是锂，是锂离子。锂离子电池的特点如下：优点：容量大、工作电压高；电的保持能力强，常温下放30天还能保持85%的额定电量；工作温度范围宽，一般可在-20～55℃范围内工作；循环寿命长，连续充放电1200次，电池的容量依然不低于额定的60%；无环境污染、无记忆效应、体积小、重量轻，有利于电子设备小型化轻量化等特点。缺点：内部阻抗高，因为电池内部的电解液为有机溶剂；工作电压变化大，主要是放电时电压变化大；比较贵，因为正极原材料价格高；为防止过充的保护电路；还有我们大家更关心的就是存在有安全问题，自燃、爆炸。问题2：手机用锂离子电池是怎么工作的？锂离子电池主要由外壳、正极、负极、隔膜、电解液等组成。正极主要是产生锂离子的锂盐，负极是接受锂离子主客观成金属锂的碳材料—石墨层，正负极之间是输送锂离子的电解液，这电解池是有机溶剂，在电池的正负极间装有隔膜，常见的是聚丙烯或聚乙烯的多孔膜，起着防止电池内正负极短路有作用。外壳有铁壳、铝壳与铝塑膜等。说了结构，再说一下工作原理。锂离子电池是指锂离子嵌入和脱逸正负极的可充放电的高能电池。充电时，锂离子从正极通过电解液、穿过隔膜跑到负极，放电时，锂离子又反向跑回正极的。在充放电过程中锂离子在正负极间往返脱嵌，被形象称为“摇椅电池”。问题3：手机电池为什么会自燃爆炸？锂离子电池好用，但凡事有利就有利弊。它在生产、运输和使用过程中会发生自燃、爆炸。原因有三：1、从结构上看，与电池的正负极短路有关。因为电池内正负极之间有电解液，而电解液是有机溶剂，是第三类危险化学品-易燃液体，如聚碳酸酯等，性质与酒精、丙酮类似的。正负短路会产生能量，会引起温度变化导致自燃、爆炸。当电池处于高温状态下、或是遭受撞击、金属摩擦的情况下，都有可能发生电池短路而发生爆炸的情况。2、电池本身的质量有关电池质量与电池的结构设计、电池的组成材料及电池的生产过程有关，这是很复杂的技术问题，在这里不作分析，但是，任何产品都不可能永远质量达到100%合格，电池的结构设计要求高，正极、负极及电解池等涉及到的材料种类多，锂离子电池的工序长、生产过程质量控制点多、要求高，而且单个电池的工厂的生产量巨大，所以，总会有电池质量不达要求。再就是与非法不法厂商有关。其实目前发生电池自燃、爆炸的情况，大多是因为使用非原厂电池所导致。被不法商人假冒成原装电池来贩售的劣质电池、或回收的电池条件不符要求再加工，因为原料杂质过多、制造过程不合格、电池安全保护的相关设计不准确等原因，都会导致电池爆炸。3、与用户使用不当有关主要是电池过充。长期充电的情况下，电池过充或是电流过大都可能会导致高温高压的情况，埋下电池安全性隐患。锂离子电池在特殊温度、湿度以及接触不良的情况下，有可能导致瞬间电流过大，而发生电池爆炸或自燃。实际上锂电池讲究的是“少食多餐”，并且充满后立即将充电器拔下。由于锂离子电池没有记忆效应，因此在使用过程中不会造成所谓的损耗。刚买回来的新手机，由于锂电池长期没有使用，因此会进入“休眠”状态，需要3-5次正常充电。如果锂离子电池每次都是将电量使用完后再进行充电，反而会缩短电池的使用寿命。手机充电时，尽量不要边充电边玩手机。因为充电会产生热量，玩手机也会产生热量，共同作用会使手机严重发热。混用充电器有一定的影响。手机在电量不同的情况下进行充电，对于电流和电压有着不同的需求。当手机电量过低时，充电电压会被限制在4V的范围内。随着电量的增加，电压也会随之提高，直到额定电压为止。由于电流和电压的增大对手机有一定的伤害，不同充电器作用不一梓，所以，手机在充电过程中，充电器的规格最好跟手机相符合。如果乱使用充电器的话，也不利于手机和人身安全。此外，使用时，因为摔、挤压、刺等使电池破损，也会导致电池内部短路发生自燃、爆炸事故。问题4：如何正确为手机充电、防止电池爆炸？（1）选用原厂电池电池会爆炸的大部分原因都是因为使用了品质不良的电池，因此选用原厂电池是最稳妥的。因为原厂电池质量能够保证，而且会在电池外包覆一层安全模，当电池压力过大的时候，安全模会爆裂、释放压力，而保护电池不爆炸，但是非原厂电池可能会漏掉这项安全措施。（2）随时检查电池情况若你的手机电池是可更换的，每回更换时，应注意是否电池上有刮痕，或是被撞击过的痕迹，如果有这种情况，最好避免再使用。（3）注意充电安全一是对于iPhone这类无法更换电池的手机，在潮湿环境下，或是不小心进水之后，最好不用贸然充电，进水最好是先送修检查，以避免电池发生短路而引发爆炸。二是尽可能使用原装充电器，兼容充电器影响电池使用和充电效果，避免长时间充电，充满即取下，不要边充电边打电话。三是充电时，不能将充电部位覆盖，周围更不要有可燃物；充电或放置手机时，选择远离高温避免夏天时阳光直射。（4）手机使用过程中的安全一是不要将手机、电池放在高温环境下；二是信号弱时、电量不足尽量不要接听手机；三是避免长时间用手机通话。会造成手机电池发热，内部电路发热；四是不要将手机挂在胸前；五是购买正版手机，山寨手机及充电器的质量难以保证。把这些注意事项告诉身边的人吧，尤其是老年人！&作者：一石安全工作室& 彭益石
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&我们有些人就像是乌龟，走得慢，一路挣扎，到了而立之年还找不到出路。但乌龟知道，他必须走下去。&
&&John&B&Goodenough
不如就从他年轻时的经历说起吧
很多人会查自己出生那年发生过什么，好暗地里给自己的诞生一种天命昭彰的证明。如果古迪纳夫（John B. Goodenough，当然你也可以叫他足够好先生，我想他不会有意见）翻开他出生的1922年，会发现此时科学正在以一种肉眼可见的速度增长：波尔因为阐明原子结构得到了，BBC开始了跨洋广播，人造胰岛素被成功提取。物理、化学、生物众多学科正在取得突破，同时，一大批崭新的学科正在被建立&&科学界一片生机勃勃。
然而，这一切似乎跟古迪纳夫关系不大。他的父亲是大学历史老师，他还有一个年长三岁的哥哥。虽然家境富足，但他的童年似乎并不开心，按他的说法，自己童年唯一的玩伴叫Mack，是一条狗[1]。天才的童年似乎总会有一个哥哥和一条狗（比如卷福）。
&高考&前夕，古迪纳夫的父母离婚了，他爸娶了自己的研究助手。但古迪纳夫还是咬牙考进了入耶鲁。事后回忆，他觉得进入大学这种对家庭的逃离让他松了口气。
在耶鲁的日子，他过得不错。先是学习古典文学，之后转到了哲学。大一的时候为了凑学分，古迪纳夫选修了两门化学课。后来，古迪纳夫碰到一个数学教授，看他天赋异禀，就鼓励他学习数学。他听从了建议，毕业的时候取得了数学学士学位。
短短几年间，就换了四五个专业方向，这似乎也对他随后的生涯做出了某种预示。
1930年代的耶鲁校园，图片来源：YaleNews
毕业后，二战爆发，古迪纳夫加入了美国空军，不过他没当成飞行员，而是被派到太平洋的一个海岛上收集气象数据。
退役后的他选择去芝加哥大学进修物理。当时录取他的面试官有点瞧不上这个吹了四年海风的大龄青年，嘲笑道：&在你这个年纪，科学家早已经做出他们最大的成就了&。这话说的没错，那个年代风靡全球的智慧领袖们，哪个不是英姿勃发，爱因斯坦26岁提出相对论，爱迪生32岁点亮了白炽灯，居里夫人36岁时已经拿到了诺贝奖。
古迪纳夫，开始读博， 30岁。
还算幸运，他的导师是个大牛人，物理学家齐纳。顺便一提，齐纳在30岁时已经发明了齐纳二极管，享誉业界。
古迪纳夫的博士导师，物理学家齐纳，图片来源：维基百科
在芝加哥这几年，古迪纳夫的研究领域是固体物理，并在这里打下了坚实的理论基础。芝大毕业后，他被推荐去了麻省理工的的林肯实验室，主攻固体磁性的相关研究。在这里，古迪纳夫的天赋与功底得到充分发挥，他对随机存取存储器的发展做了贡献，这个技术就是后来的电脑内存。他甚至还和别人合作，冠名了一个固体磁性的规则&&Goodenough-Kanamori规则。还是在这里，他第一次接触到了电池，不过当时他研究的是钠硫电池。
1976年，牛津大学化学系恰好出现了一个空缺。凭借在林肯实验室的出色工作，古迪纳夫得到了这个职位，成了无机化学实验室主任。
这年，他54岁。
初到英国， 古迪纳夫努力适应着阴郁的天气和寡淡的饭菜，从未想过这里将会是他人生的重要转折点：在这里，他的研究领域转到了电池。
牛津时期的古迪纳夫，图片来源：美国化学学会
接下来我们来谈谈电池
我们不妨先来看看当时电池是什么样的。
1970年代后期，有一种电池因为使用金属锂作为电极，而被称为锂电池。同样质量下，锂电池能比其他电池储存更多的电能，因此很受市场青睐，比如当时&大哥大&使用的就是这种锂电池。
持有锂电池技术的是一家加拿大公司，名叫Moli Energy。正当他们准备大干一场的时候，却传来了噩耗&&锂电池存在严重的安全隐患！问世还不到半年，这种锂电池就因为起火爆炸的问题，而被全球召回。从此，Moli公司一蹶不振。这个短暂霸占全球电池市场的公司昙花一现，最后被日本NEC公司收购[2]。
Moli公司生产的锂电池，图片来源：参考资料[3]
此时，全球的电子产品市场初见端倪，大众刚刚接触到电子表、手机、电脑等新鲜玩意，这个朝阳市场无比诱人。作为电子产品的保障，电池技术又是必不可少的一环。因此，刚刚收购Moli的日本人迫不及待想解决锂电池的安全问题，并计划将这一产品发扬光大。收购了Moli的NEC投入了巨大的人力物力，仔细检测了几万块电池，经过几年的摸索，他们终于明白了锂电池爆炸的个中原因。
锂电池使用的电极材料金属锂，是世间最活泼的元素之一，极易燃烧，甚至与氮气都能发生反应。这样的特性极大拔高了锂电池的技术要求：生产组装过程中稍有不慎，泄进了空气，轻则电池报废，重则起火燃烧。而在肉眼看不到的地方，还有一个更大的隐患。因为动力学等因素，锂金属表面会形成一些&小毛刺&，叫做枝晶。随着在电池的使用，这些枝晶会越长越大，最终会刺破电池正负极之间的隔膜，造成短路，引起电池自燃。
虽然找到了问题所在，但是如何解决却让NEC陷入了困境。成分、组装、生产环境等等都可以改进，但枝晶如同幽灵一般，萦绕在锂电池中，无法摆脱。
锂枝晶的微观照片，图片来源：参考资料[4]
此时，远在牛津的古迪纳夫正进行着自己的研究。虽然只学过两门化学课，但凭着过硬的固体物理功底，古迪纳夫居然在化学系也算站稳了脚跟，正在一门心思研究着一种神奇的材料&&钴酸锂。
钴酸锂晶体结构，其中白色的圆球表示锂原子，红色表示氧原子，蓝色表示钴原子。图片来源：参考资料[5]
钴酸锂，化学式LiCoO2，在晶体学上属于一种层状材料。所谓的层状是指钴和氧原子的结合更紧密，形成的正八面体的平板，锂原子层就镶嵌在两个&平板&之间。正因为这种特殊的结构，使得锂原子可以在钴酸锂晶体中快速移动[6]。
如果把钴酸锂想象成一个汉堡包，钴-氧构成了两片面包，那么，锂原子就是中间的牛排，能被很轻松地抽出。正因如此，这种钴酸锂可以取代金属锂，作为电池中锂离子的提供者。而且，这种氧化物可以拔高电池的使用电压，从而提升电池储存的电量。更为重要的是，钴酸锂的对空气等不敏感，在金属锂这个发疯的公牛面前，钴酸锂乖巧的如同得到了棒棒糖的小孩。而枝晶问题在钴酸锂中也得到了改善。在一定的使用时长下，钴酸锂是一种安全系数很高的电极材料。
然而，或许是这一创新太过前卫，也可能是Moli Energy的教训太过惨烈，当时整个西方世界竟然没有一家企业敢接这个发明。甚至牛津大学自己都不愿意为钴酸锂发现申请专利。古迪纳夫只好找到另一个实验室帮忙，勉强拿下了专利。
牛津大学在古迪纳夫当年实验室门外竖起了牌匾，纪念钴酸锂的发现。图片来源：维基百科
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北京市公安局备案编号： 京ICP备：号现在锂电池有了“迷你灭火器”，再也不用担心手机会爆炸了！现在锂电池有了“迷你灭火器”，再也不用担心手机会爆炸了！科技小灰灰百家号感谢读者朋友们打开小编的文章，我将一如既往的和大家开诚布公的分享一些知识和看法，如果接下来的内容哪怕能对您产生一些小小的快乐，笔者将不胜荣幸！　还在担心你的手机会爆炸？一种手机“迷你型灭火器”新鲜出炉了，它能让手机过热后自动关机。据《新科学家》杂志网站近日报道，斯坦福大学崔屹团队在最新锂电池设计中，将人们熟悉的阻燃剂PPT（即磷酸三苯酯）用超薄聚合物材料密封成胶囊，这种分离装置放在正负极之间但与电解液隔离，只有受热到一定温度时，聚合物胶囊外壳融化，阻燃剂才会释放到电解液中，既能防止电池燃爆，又不会降低其性能。　　锂电池因超轻、高效等性能被广泛用于手机、笔记本电脑和其他移动设备中，但其含有挥发后能自燃成分，长时间使用过热后存在爆炸危险。为解决这一“热失控”问题，科学家们曾试图为锂电池装上火警器或加入防止短路的化学成分，但这都会降低电解液的导电性能。　　而崔屹团队发表在《科学进展》杂志上的最新设计，电池正常工作时阻燃剂“宅”在塑料纤维胶囊内，当温度升到150℃后，胶囊外壳融化，阻燃剂紧急“灭火”。实验表明，当把胶囊放入燃烧起来的电池液中，它们能在不到半秒（0.4秒）时间内快速融化并释放阻燃剂成功灭火。将胶囊植入商用锂电池后检测发现，电池的电化学性能没有丝毫降低。　　崔屹表示，如果这种胶囊的实验室表现能在实际应用中得到验证，锂电池甚至能可靠地用到电动汽车和电动飞机中。但有科学家质疑认为，胶囊“灭火器”的使用寿命才是要考虑的关键因素，必须与一般电动车使用10年到20年的期限匹配。“我们已经进行过相关测试，这种胶囊在反复充放电360次后，只有少量阻燃剂泄漏到电解液中。至于使用多长时间后阻燃剂泄漏量最终会影响到电池性能，还需进一步研究。”崔屹说。喜欢小编的文章请关注小编，更多精彩文章等着你，谢谢！本文仅代表作者观点，不代表百度立场。系作者授权百家号发表，未经许可不得转载。科技小灰灰百家号最近更新：简介:让大家了解最新的科技产品及前沿资讯相关文章专家称锂电池自燃要用水灭火
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