Boom-Shakalaka 深度剖析鋰電池爆炸原理

雷鋒網按：去年 9 月三星 Galaxy Note 7 爆炸事件引發全球關注，同時鋰電池的安全問題也再次被提起， 現在距離這次事件已過去半年，雷鋒網帶大家來了解一下鋰電池到底由什麼組成，以及什麼物質會引發爆炸。本文由雷鋒網編譯自Wired。

這世界到底誰是統治者？人類？不對！房子？也不對！正確答案其實是鋰電池。1991 年索尼將鋰電池推向市場後，它們就開始登堂入室，從火星車到你手上的電子設備里都是鋰電池的身影。

當然，鋰電池能異軍突起也是借了自身優勢，它充電迅速，能將大量能量存儲在小體積的薄片電池中，最重要的是其安全性能得到保證。不過，鋰電池也有槽點，一旦這傢伙出了問題，它就會變成炸彈。去年先是扭扭車起火，隨後三星 Galaxy Note 7 又給我們上了一課（三星已經公布了電池爆炸的原因），看來所謂的鋰電池起火爆炸不一定是偶然事件。

下面，我們就來剖析下鋰電池裡到底有什麼，這個小傢伙又是怎麼變成小炸彈的？

鋰鈷氧化物

想要讓輕薄高效的鋰離子電池組有效存儲和釋放能量，讓鋰離子在正負極間不停的穿梭，就不能缺鋰鈷氧化物和石墨。當你給自己的電子設備充電時，電子會從外部流入電池內，這些電子會將鋰離子從 LiCoO2（典型的二維鋰離子通道的正極材料）中吸引出來，下一步它們會流向石墨電極等待與電子一起釋放。在鋰電極中，鈷和氧會形成堅固的正八面體，這樣一來當鋰離子通過時，分子便不會分崩離析。不過，一旦溫度過高，整個「大廈」就崩潰了，後果非常嚴重。

石墨

石墨是元素碳的一種同素異形體，我們熟悉的鉛筆芯就是這種材料製造的。石墨形成了鋰電池中的第二電極，在電池充電時，鋰離子會暫時停留在這裡。當你打開電腦，這部分存儲的鋰離子會從石墨中被釋放出來並迴流到鋰鈷氧化物中，這些鋰離子迴流的過程會產生電能，保證電腦順利運行。

聚丙烯

一塊聚丙烯的塑料薄板可以將電極分開，不過，這塊隔板上有許多微米級的小孔，鋰離子可以從這些小孔中穿過。如果你的手機出現燃損問題，多半就是這塊隔板出了問題，因為正負極發生接觸產生了熱失控效應。一旦發生這種問題，鋰電池馬上就會產生大量熱量（最高可達 930 攝氏度），同時電池內部壓力增大，很容易就會爆燃。

碳酸亞乙酯

碳酸亞乙酯是一種可燃的有機溶劑，在鋰電池中它負責驅動鋰離子的運動。如果電池溫度過高，該液體可能就會衝破電池外殼噴濺出來，一旦接觸空氣中的氧氣，就會發生爆炸。

六氟磷酸鋰

六氟磷酸鋰是一種白色粉末，溶解後會變成碳酸亞乙酯。這種材料會漂浮在電池中，為鋰離子的運動提供額外動力，加速電池的充放電，該材料不會爆炸，不過一旦泄露就會灼傷接觸到的皮膚。

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