上周,質(zhì)檢總局發(fā)布通告稱(chēng),某國(guó)外大品牌新發(fā)布的旗艦手機(jī)召回部分產(chǎn)品。據(jù)悉,本次召回范圍內(nèi)的電話機(jī)電池在陽(yáng)極與陰極隔離膜局部變薄,并且絕緣膠帶未完全覆蓋極板涂層的情況下,出現(xiàn)短路現(xiàn)象,導(dǎo)致電池異常發(fā)熱,極端情況下可能發(fā)生燃燒,存在安全隱患。電池隔膜為何會(huì)變???變薄后會(huì)導(dǎo)致哪些安全隱患?記者采訪了中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所的陳立桅研究員為您進(jìn)行科學(xué)解讀。
電池隔膜變薄為什么會(huì)發(fā)生燃燒呢?
陳立桅介紹,手機(jī)電池使用的鋰離子電池,是通過(guò)鋰離子在正極與負(fù)極之間的來(lái)回運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)電池的充放電功能。在充電時(shí),充電器的電流將正極中的鋰離子趕了出來(lái),這些鋰離子經(jīng)過(guò)正極與負(fù)極之間的電解液“游”到負(fù)極中;而放電時(shí),這些鋰離子又從負(fù)極中經(jīng)過(guò)電解液“游”回正極中,為手機(jī)工作提供了電能。在這個(gè)過(guò)程中,正極與負(fù)極一定不能直接接觸,否則就會(huì)發(fā)生短路,造成電池的異常發(fā)熱,甚至?xí)?dǎo)致起火爆炸等危險(xiǎn)。
如何保證電池內(nèi)部的正極與負(fù)極互相不接觸并且之間還有充足的電解液給鋰離子來(lái)回“游動(dòng)”呢?這就是通過(guò)鋰離子電池中的一個(gè)關(guān)鍵材料——隔膜來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
那么,隔膜變薄是生產(chǎn)設(shè)計(jì)失誤還是另有隱情?
陳立桅推測(cè),這可能是手機(jī)廠商為了提升電池的體積能量密度、延長(zhǎng)手機(jī)電池續(xù)航能力,而采用了更薄的隔膜材料,但是由于對(duì)隔膜材料質(zhì)量控制不嚴(yán)或者工藝缺陷,導(dǎo)致隔膜局部變薄,不能有效隔離正極與負(fù)極,從而造成了電池的安全問(wèn)題。
陳立桅表示,手機(jī)廠商非常關(guān)注電池的體積能量密度?!皫缀跛袕S商都在追求在有限的體積內(nèi)裝進(jìn)更多的電能,以延長(zhǎng)續(xù)航能力。”
但是,業(yè)內(nèi)共識(shí),電池能量密度的提升需要一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程。陳立桅向記者解釋?zhuān)骸皟?chǔ)能行業(yè)和電子行業(yè)的發(fā)展規(guī)律有很大不同:后者是廣為人知的摩爾定律,集成電路芯片中可容納晶體管數(shù)目成指數(shù)增長(zhǎng),大約每18個(gè)月就能提高一倍;而電池性能的提升過(guò)程是臺(tái)階形的,在現(xiàn)有電池材料基礎(chǔ)上,能量密度每年能有2%—3%的提升已經(jīng)相當(dāng)不錯(cuò)?!?因此,電子產(chǎn)品的性能提升與電池的能量密度提升之間存在一個(gè)剪刀差,并且隨著時(shí)間不斷擴(kuò)大。
陳立桅坦言,目前手機(jī)電池的能量密度已經(jīng)逼近“極限”,廠商為了能在更小的體積內(nèi)提供更多的能量,只能想方設(shè)法擠壓輔助材料所占的空間,給電池“瘦身”。
可是,“瘦身”與“安全”在手機(jī)鋰電池上卻難以兼得。
“同樣一塊電池,如果隔離膜變薄,減少了這部分的體積,就能多裝一點(diǎn)點(diǎn)正極和負(fù)極材料,可以提升電池能量密度和手機(jī)的續(xù)航時(shí)間。但是,越薄的隔膜對(duì)工藝的要求越嚴(yán)格,稍微的質(zhì)量瑕疵或電池工藝失誤都有可能造成隔膜缺陷,進(jìn)而導(dǎo)致電池的短路?!标惲⑽Φ莱隽似渲械娘L(fēng)險(xiǎn)。
最后陳立桅呼吁,電池是一種含能器件,其安全性永遠(yuǎn)是首位的,因此在追求更高能量密度電池的同時(shí),切不可忽略電池的安全。