到了 2016 年,手机还是会爆炸,跟两个原因有很大的关系:一是电池过热问题,二是电池的安全机制。当这两者都发生问题时,手机电池就很有可能会起火燃烧,甚至爆炸。

三星 Note 7 连环爆,严重到三星宣布召回全球所有 Note 7 手机,并无偿让消费者更换新机。这样的事件不仅伤及消费者,对三星来说更是一记重拳。 20160908-battery-1

电池是罪魁祸首

很不幸地,任何装有电池的产品都有爆炸的可能,近来频传的 Note 7 爆炸事件也不是新鲜事了,甚至没有爆炸过的手机品牌还算是少数,就连苹果的 iPhone 都有传出过爆炸事件。

而三星的 Note 7 爆炸事件之所以引人注目,是因为其规模太庞大,不是一两支手机爆炸而已,而是几十支。但官方积极的处理态度还是值得赞赏,只是并未说明到底问题出在哪里,不过八九不离十电池是罪魁祸首。

要了解为何锂电池总是肇事,就要先知道锂电池的构造。锂电池两端分为正负两极,中间装着电解液,电压流经电解液,将锂离子从一端带到另外一端,这就是充电与放电的过程。

通常这个过程不会有什么问题,但当问题发生时,就会以非常快的速度产生极大的后果。至于会有什么问题呢?常见的问题之一就是过度充电而导致电池过 热,甚至进一步使正极产生化学变化,最终可能起火燃烧或是爆炸。可别认为电池过热只会发生在过度充电,同样地,过度放电也会发生同样意外,因为负极包含了 氧化物,会与电解液产生化学反应,进而放热。而劣质电池还可能因为有杂质跑进电解液中而导致上述反应。

可别小看电池过热这个问题,因为过热会导致反应加速,一旦温度持续飙升到 150 ℃ 甚至超过,就很有可能在你的口袋里或是包包中起火燃烧。

至于锂电池何时可能会过热呢?这很难说。有些劣质或有问题,或是在不当使用的情况下的锂电池很可能在第一次充电或放电就严重过热;而有些可能随着充 放电循环次数的增加而衰弱,导致过热。无论是正负极还是电解液,只要有一点问题,就可能酿成大祸,这也或许是 Note 7 爆炸的原因。

安全防护机制出问题

照理说,任何一家手机厂商都会有这个措施,避免电池过热造成起火甚至爆炸,当然三星也不例外,但意外还是发生了(而且不只一次),到底当中出了什么问题?

电池本身通常会有一块保护电路的芯片,用来防止电池过充或过度放电。而知名拆解与零件网站 iFixit 的创办人 Kyle Wiens 在拆解 Note 7 的过程中,发现几个比较令人担心的部分。第一是 Note 7 搭载高电压电池,但背后的玻璃机壳无法像金属一样有效散热,但这也可能不是主要因素,因为有许多同样使用玻璃背盖的手机也不见爆炸事件。

第二就是保护电路的芯片似乎没有起到功效,否则不会发生这么多起爆炸事件,但官方也并没有证实这个论述,加上电池的制造商来自多个国家及地区,也无法有效肯定是哪一批出了问题。 20160908-battery-2 (Source:Karman)

所以也开始有人在想,那为何不发明一种不会过热的电池呢?当然要电池不会过热可能有点困难,但至少科学家已经朝这方向前进。在斯坦福大学的研究员设计了一种机制,他们发明了一种膜,如果电池过热,这个膜就会不断扩张,直到将负极包覆住进而阻断电流。

当我们不断强调电池容量有多大时,是不是也同时忽略了电池的安全性呢?这可能是所有 3C 厂商应该思索的问题。

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