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      【挨踢民工A版·16】电池胀气和爆炸的化学原理

      Lv35 垂剑锋于昆仑
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      有的人的野心一样,如同IPhone8一样膨胀,如果说再加把火,就会摇身一变成为三星Note7了。这就是圈圈的现实。

      ——小引

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      举报 2楼 2017-10-28 21:07:15.0
      吴冕之王G.K. :

      想批评龍小请明着说。

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      第一章:电池胀气和爆炸到底是怎么一回事

      ·电池对手机销量的影响有多大

         我们生活在一个没有手机就死的时代中,而,最可怕的事情,不是忘记带手机,而是说手机突然间没电了。因此呢,很多手机厂商都开始研究怎么样往越来越轻薄的手机里面,塞进去更大容量的电池,以保证手机的正常运转。

          一般情况下,电池容量越大,而体型越轻薄的手机,其销量就越大。但是,对于一个手机厂来说,如果说其生产出来的手机产品的电池有着很严重的质量问题,对于其形象的打击,可谓是无法想象的。

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      ·电池出问题对手机销量的影响

         对于一款手机来说,电池一旦出现了问题,轻则会导致手机不能够正常使用,重则会导致手机爆炸,从而危害手机使用者的安全。

          例如说,在2016年,三星Note7在全球的大规模爆炸事件,就是最好的例子。因为三星Note7系列手机装配了有问题的手机电池,导致全球范围内有数十例手机爆炸的案例。最后因此而不得不召回手机,给三星带来了极为严重的损失和名誉的损害。

          电池出问题,也会影响手机的购买欲望。例如说,苹果公司今年新推出的iPhone8手机在全球报告有数十例的电池胀裂的报告,引起了很多消费者的担心和忧虑。

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      举报 4楼 2017-10-28 21:48:46.0

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      ·电池胀气爆炸在其他地方一样有

         电池的胀气爆炸问题,不管是在手机上,还是在其他地方,都一样会有。

         在公交迷的圈子里面,备受诟病的纯电动公交车,当属比亚迪的纯电动公交车。为什么说比亚迪的纯电动公交车在公交迷的圈子里面备受诟病呢?原因很简单——不仅仅这是因为比亚迪造的公交车质量相比起其他客车大厂要差得多,还有一个,就是比亚迪的电池有很严重的问题。

          比亚迪的锂铁电池,是比较主流的电池类型。但是,这种电池虽然说在防火性能上做得比较好,但是,在全国多地都爆出比亚迪客车的电池系统出现燃烧甚至爆炸的情况。因此,很多人都把比亚迪戏谑为“爆炸迪”。

          而另外一边,董小姐的“银隆电池”(钛酸锂电池)虽然说理论上不存在什么爆炸的问题,但是,它在一定情况下会出现胀气的情况,影响电池的正常使用,对于公交车的维护也带来很不利的影响。

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      举报 5楼 2017-10-28 21:58:53.0

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      第二章:电池为什么会爆炸,会胀气呢?

      ·电池的工作原理

          电池为什么说会存在着爆炸和胀气的情况呢?这里呢我就用一些例子来说明一下。

          首先,要想知道电池为什么说会爆炸,会胀气,这里必须要给大家讲解一下电池到底是怎么工作的:

          我们所用到的电池,都是化学电池(Chemical Batteries)——也就是通过化学能与电能的相互转化进行充放电的装置。

      常见的化学电池

          对于任何一款电池,单节电池的电压,是可以通过科学实验而被确定的(例如说干电池的电压是1.5V,锂电池的电压是3.7V,这些都是定死了的,不能改变,因为这个涉及到化学电动势的问题)。

          而对电池充放电,就是电池内部化学物质相互转化的过程。电池放电,就相当于电池内部发生化学反应,把电池内所蕴含的化学能转化为电能;而电池充电,就是把充电器所提供的电能,转化为化学能。两者之间的相互转化,就是电池充放电的基本原理。


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      ·电池的结构


          我们这里以我们日常生活中常见的锂电池作为代表,对电池的胀气爆炸的起因进行分析。

         我们所使用的移动电源,大型电动汽车,所使用的电源都是由18650电池组成的(即指电池的直径为18mm,长度为65mm,圆柱体型的电池)。这种电池的结构是这样的:

      18650锂电池结构图

          

          18650的锂电池是这样的——这个电池外面是一个很硬很坚固的钢壳和塑料外包装。然后里面是正负极材料和电解液。这些正负极材料是以缠绕的形式进行包装的。然后,上面的电池正极,不仅仅有电池的接线柱,还有排气孔,安全阀,这些都主要是为了泄气用的,用于保护电池不会胀气爆炸,保证电池的安全。

          18650的电池围绕的是安全,通过坚固的钢壳保护,以及上面的泄气口,安全阀等保护装置,保障了电池的使用安全。

          但是,18650电池太过笨重,不易携带,因此,我们的手机使用的不是18650电池,而是聚合物锂电池。


      锂聚合物电池结构图以及反应原理

          聚合物锂电池的结构是这样的——这里钢壳包装换成了铝包装(Al laminate film),而正负极由铜片和铝片接线,而里面的正极(Anode)与负极(Cathode)材料,都换成了聚合物。这样可以使得电池不会发生爆炸,而只会爆燃。


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      ·电池爆炸,爆燃到底是怎么一回事

          对于电池来说,一旦使用不当,就会出现电池实际容量下降,电池无法正常充放电的情况。甚至说,电池一旦使用不当就会出现爆炸燃烧的情况。

          电池爆炸,爆燃到底是怎么一回事呢?实际上,电池的不正确使用(例如说短接正负极导致电池短路)会使得电池发热,使得电池中有效的化学成分迅速地相互反应,导致电池迅速放出大量热量使得电池燃烧或者爆炸。

          对于18650等普通电池来说,因为内部有效化学成分是以液体的形式进行装载,所以说使用不当时,很容易会发生爆炸。对于聚合物锂电池来说,因为有效化学成分是以固体(聚合物)的形式进行装载,不会发生爆炸的情况,所以它一旦使用不当,最多就是爆燃,而不是爆炸。

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      举报 8楼 2017-10-29 13:26:21.0

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      ·电池胀气到底是怎么一回事

          对于电池来说,如果说电池的不正确使用,有的情况下虽然说不会发生爆炸的情况,但是也会出现胀气的情况导致电池不能够正常使用。

          电池胀气到底是怎么一回事呢?实际上,有的人说,可能是因为在生产电池的时候混杂了空气进去,使得空气与电池中的化学成分发生了反应,导致电池胀气。实际上,这样的推测是不正确的——因为电池的生产是处于一个稀有气体的环境中,电池不可能与其发生反应。

          而电池胀气到底是怎么一回事呢?电池胀气,对于任何一个电池来说都算是比较正常的——如果说电池的材料遇到水,那么电池的化学成分与水反应放出气体,使得电池胀气。而,电池材料遇到水,一般情况下与电池破损是有很大关系的。

          虽然说,电池胀气不会影响电池的使用,但是,电池胀气必定会对电池的充放电性能产生比较大的影响。

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      第三章:电池鼓包胀气,爆炸燃烧的起因分析

      ·电池生产流程出现问题会导致电池产生安全问题

          我们在上面说完了电池出现问题的原因之后,我们来聊聊为什么说电池会有鼓包胀气,爆炸燃烧的原因吧。

          首先,提到电池鼓包胀气以及爆炸燃烧,我们肯定会想到的是电池的生产流程出现了很大问题导致这样的事情发生。对于电池的生产流程来说,一旦说电池生产出现了不当的问题,那么就可能会对电池造成很大的影响。

          例如说,2016年三星Note7爆炸事故的事情,经过多方面的调查研判,发现之所以说三星note7出现严重的爆炸事故,原因与三星的电池是有关系的。

      三星Note7电池X光照片放大图显示其电池有很严重的问题

          到底是因为什么使得三星Note7的电池出现很严重的问题呢?原因是因为在电池生产的时候一个工序的不当,使得电池正极负极短路,导致了爆炸。

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      ·电池的设计缺陷使得电池出现问题

          对于一些电池来说,它在一出生的时候就有着很严重的问题。例如说,在设计电池的时候,电池的设计存在严重的安全缺陷——这样的安全缺陷,影响了电池的使用安全。

          首先,电池的设计缺陷有这么两个——第一个是正负极材料的配比问题,第二个就是电池结构设计的问题。前者,一般都比较少见——因为配比材料的时候一般都是按照国际标准来配比的。而后者就算得上是比较常见的了。

          对于后者来说,后者的电池结构设计问题一般集中在缺少排气装置,缺少温度监测装置(对于大型动力电池就必须要有温度检测保护装置),缺少过流保护装置等的东西。电池的设计缺陷使得电池在运行的时候出现问题,对电池的安全运行带来比较大的安全隐患。

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      ·电池的使用不当,使得电池出现问题是很常见的

          对于电池来说,电池使用的不当,使得电池出现问,这样的情况是很常见的。

          首先,在以前,电池充放电的时候充放电控制不当,会使得电池产生“记忆效应”,影响电池的性能。而现在,随着充放电技术以及电池技术的发展,电池出现“记忆效应”的情况以及很少见了。但是,电池充放电不当,也会导致电池出现安全的问题。

          例如说,将电池放置于比较极端的情况下(例如说放到50-60℃的环境下或者说是极为潮湿的环境下)进行充放电,那么如果说没有电池的充放电保护措施保护电池,那么电池在其极端的情况下就会出现胀气或者说爆燃甚至爆炸的情况。

         而且,使用电池的时候,对电池短接,短路,扔入水中,也都会导致电池出现问题的情况。 

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      ·电池胀气和爆炸的避免

          电池胀气和电池爆炸,爆胀的情况虽然说算得上是比较极端的情况,但是,这种极端的情况是可以避免的。

          首先,电池充放电的设计已经发生了很大的变化,对于电池的充放电电路的设计,已经增加了过充保护的设计ic。并且在设置充电电路的时候增加了“涓流充电”的设计,这样做能够保护电池,延长电池的使用寿命。

          其次,有的厂家开始重视电池的问题了,专门开发出了针对电池的专门检验设施——十重检查措施,包括X光检验,充放电负载试验等,以防电池爆炸的悲剧再次重演。


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      龍文社挨踢民工编辑团队:@秋木苏 @梧桐枝下生绿荫 @喧嚣尘中心内静 

      校对编辑:@喧嚣尘中心内静 

      龍文社三分(龙吟台)出品,版权所有,翻录必究。

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      本连载仅代表作者个人观点,不代表龍文社三分及圈圈的立场。

       

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      举报 17楼 2017-10-29 21:25:30.0

      华山论剑,剑走偏锋!

      最新一期地址(No.63:快递涨价):

      http://qq.100bt.com/topic-19802731-1.html

      挨踢民工,给你带点新鲜的东西。

      最新一期地址:

      A版(No.16:电池安全):

      http://qq.100bt.com/topic-19800006-1.html

      B版(No.15:无线充电):

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      如果说觉得龍文的时政作品写得好,给我们点个赞吧,谢谢!

      Lv25 吴冕之王G.K.
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      3道狭草长

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      举报 18楼 2017-10-29 21:55:27.0

      华山论剑,剑走偏锋!

      最新一期地址(No.63:快递涨价):

      http://qq.100bt.com/topic-19802731-1.html

      挨踢民工,给你带点新鲜的东西。

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      A版(No.20:无人机技术的应用):

      http://qq.100bt.com/topic-20041108-1.html

      B版(No.20:精准广告和数据挖掘初探):

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      大家好,我姓吴,名冕,字GK,我是一个老师,发火不是我应有的风格。

      Lv23 春水forever
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      2南山种豆

      dd

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      举报 19楼 2017-10-29 21:57:26.0

      寻人启事:

      人物:瞬星|天凌

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      @瞬星|天凌

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      屌丝头像终于逆袭了!!!

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      仡玖
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      等不到天黑,烟火也不太完美。

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      『洛』顾千朽
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      大家好,这里是顾千朽。不用那么客气,叫我木丂(qiǎo)就行啦

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      「飞过人间的无常,才懂爱才是宝藏」

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      跟不上奥奇的时代啦!

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      仙凰
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      退游到寒假,总分考进年前十就回游;不打算继续氪了,来发年费就算了吧;学习为重学习为重,然鹅圈圈什么的

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