全球航空管理部门上周警告三星Note 7用户在飞机上禁止使用手机。此后,美国消费品安全委员会(CPSC)也要求三星召回手机。根据美国法律,CPSC采取召回行动的产品是不可以销售或者再销售的。接连不断的坏消息让三星股价今天开盘应声大跌5.5%。

“爆炸门”事件以来,三星股价就一直跌跌不休,上周五和今天两日已经累计下跌近10%,市值蒸发190亿美元。三星Note 7电池供应商SDI股价也大跌6%,创下5个月来单日最大跌幅。

“近日全球两大手机巨头发布的两款新品对于手机市场的竞争格局将会有至关重要的影响,尤其是假日季即将来临之际,三星的麻烦无疑给苹果的振兴提供契机。

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当然虽然Note7发生了爆炸,三星手机还是很不错的,不过不同的人解读不同信息:

苹果用户:三星手机会爆炸

华为小米OPPO用户:进口手机会爆炸

华为用户:智能手机会爆炸

尼康、佳能用户:拍照手机会爆炸

三星将Galaxy Note 7的召回归咎于部分手机上,原本不能互相接触的电池阴阳两极触碰到一起。由于电池相对的两侧有阴阳两个电极,阴极里充满锂元素,它是“燃料”存储的地方。在充电期间,锂离子从阴极移动到阳极。当电池使用时,锂离子向相反的方向移动。在阴极和阳极之间的是被称为电解质的化学物质,它们能够帮助电离子移动,传导电流。虽然电离子需要从一侧移动到另一侧,但阴阳两极本身绝对不能接触。为了防止这种情况发生,电池制造商在阴阳两极之间插入了隔板。

Note 7的电池问题是隔板有缺陷,阴阳两极触碰到一起。“这被认为是最糟糕的失败,因为它极有可能会引起火花,甚至可能发生爆炸。”美国康奈尔大学材料科学家Lynden Archer表示说,“当两个电极接触时,电能直接流向中间的电解质而非两侧的电极。”

电解质本身是不太稳定的,电离子在其中的移动也会不稳定。当有大量的热量产生时,无论是通过两个电极互相接触还是仅仅因为外部过热,电解质都可能与其它化学物质发生反应,产生气体,释放更多的热量。随着化学反应的反复发生,气体以越来越快的速度释放越来越多的热量。这个过程将产生“热失控”,并可能导致起火。

手机电池真的会爆炸吗?

会的。电池中负责存储电能的是电芯部分,但当过充、过放时,有可能会击穿劣质电池电芯中的隔膜,使电芯短路,造成高温高压而爆炸。所以手机电池在充电的过程当中最易发生爆炸。

什么情况下会爆炸?

除了充电爆炸外,手机电池在没充电时也会发生爆炸情况。原因是手机之前充电时已造成了高电压,达到了电池外壳的临界点,当外界温度、压力超过临界点时,就会发生爆炸。

简单来说,造成手机电池爆炸的主要原因有三点:

1.电池质量

目前国内发生的多起手机爆炸事故多由于假冒“原装电池”引起。业内资深人士揭露,这些假冒的原装电池都是旧电池回收翻新,原材料杂质过多、工艺不合格、电池安全保护的相关设计不到位等,都会造成电池爆炸。

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图片说明:利用高能同步X光射线,伦敦大学(University College London)的研究人员已经发现了导致锂电池过热并爆炸的连锁反应的原因。图片来源:Donal Finegan, UCL

实时图像揭示了导致锂电池爆炸的连锁反应。

这一连锁反应发生在几个毫秒之内:过热的电池模块产生了多米诺效应,产生了越来越多的热量,并最终导致爆炸。发表在2015年4月28日的Nature Communications上的研究显示,事实证明不是所有的电池都会爆炸。

作为伦敦大学的化学工程师,Paul Shearing是这一研究的合著者。他说道:“某些安全功能的存在可以减轻或平息这种热能失控。这些功能包括电池内部的机械支撑。”

电池不是罪魁祸首 高温才可怕

想要了解为何锂电池总是肇事者,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。

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锂电池的构造

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。

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温度过热的电池发生爆炸

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裡或是包包中起火燃烧。

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劣质锂电池很容易出现温度过高现象

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。

锂电池遇到空气

是锂元素,被氧化。锂在元素周期表中可以看到是一种非常活泼的元素。

手机的电池一般都是锂电池。锂电池很活泼,被氧化,燃烧。 锂(Li)是一种银白色的金属元素,质软,是密度最小的金属。用于原子反应堆、制轻合金及电池等。锂和它的化合物并不像其他的碱金属那么典型,因为锂的电荷密度很大并且有稳定的氦型双电子层,使得锂容易极化其他的分子或离子,自己本身却不容易受到极化。这一点就影响到它和它的化合物的稳定性。

所以千万不要轻易自己去做锂电池穿刺试验。

角度过大的弯折会让电池膨胀冒烟:它的内部短路了。想想大屏手机——掰弯了也会有危险啊。

2016091300007 电池穿刺后,电池即刻膨胀、冒烟!

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2.电芯长期过充

长时间充电状态下,过充、过电流也会导致高温高压,发生隐患。锂电池在特殊温度、湿度及接触不良等状况下可能瞬间放电而产生大量的电流,发生自燃或爆炸情况。

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3.电池短路

当手机处在高温状态,或受到撞击、金属摩擦等情况时,可能会造成电池短路,发生爆炸。

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电池两极短路后,极片很快出现明火并被烧断。如果极片没有断裂、断持续短路,电池接下来将会膨胀、冒烟、燃烧……

怎样使用锂电池,防止手机爆炸?

1.选用质量过硬的原装电池

电池会爆炸归根结底还是电池质量的问题。一定要选择原装电池,避免使用山寨、劣质电池。电池外表一般会包上一层安全膜,当电池压力达到一定峰值时,就会爆开安全膜释放压力,保护电池不爆炸。但山寨电池、劣质电池未必有安全膜保护电池安全,购买电池时首先要捏一下电池,内部特别软或特别硬的都是假电池。价格贵些的品牌电池与几十元的山寨电池不只是价格上的区别。

另外,被坚硬物敲击或有严重划痕的电池也最好换一个。对一体机来说(如iPhone、华为的P系列、小米等等)在潮湿环境或进水后,不要盲目充电试机,以免造成短路引发手机爆炸。

2.选用质量过硬的充电器

锂电池充电过程一般是先恒流,再恒压,原厂手机充电器有充满后自放电的功能,就是为了防止过充电。山寨、劣质充电器没有此项功能。

3.注意电池温度

手机充电时要放在通风的位置,不要将电池背部朝下,避免电池在充电过程中因为温度过高而爆炸。其次,在使用手机时,尤其是运行大型手机游戏的状态下,一定要适度,不要让手机温度变得太高。

也不要低温状态下给手机充电。在0度以下的低温状态时,充电的电量会明显低于正常电量,进而导致正负极反应不充分平衡率无法实现,致使多余的锂离子形成晶体析出,导致隔膜被刺穿,使电池内部发生短路引发爆炸。

不要将电池放在高温环境下,也不要对其进行剧烈的打击和挤压,还要避免电池被阳光暴晒。

4、发现异常时停止充电

充电时如果发现手机异常应立马断电,断电后不要立刻使用手机。如果出现电池变形或者鼓起的情况,不要再使用。

锂电池充电电路设计要点,减少爆炸概率

锂离子电池充电要求的最适合电流是多少?

锂离子电池充电要求的最适合电压是多少?

苹果iPhone的电池规格是多少?可否作为参考?

usb接口和充电器的电压、电流分别是多少?

锂离子电池充电要求首先恒流充电,即电流一定,而电池电压随着充电过程逐步升高,当电池端电压达到4.2V(4.1V),改恒流充电为恒压充电,即电压一定,电流根据电芯的饱和程度,随着充电过程的继续逐步减小,当减小到0.01C时,认为充电终止。(C是以电池标称容量对照电流的一种表示方法,如电池是 1000mAh的容量,1C就是充电电流1000mA,注意是mA而不是Ah,0.01C就是10mA。)为什么认为0.01C为充电结束:这是国家标准GB/T18287-2000所规定的,也是讨论得出的。以前大家普遍以20mA为结束,邮电部行业标准 YD/T998-1999也是这样规定的,即不管电池容量多大,停止电流都是20mA。国标规定的0.01C有助于充电更饱满,对厂家一方通过鉴定有利。另外,国标规定了充电时间不超过8小时,就是说即使还没有达到0.01C,8小时到了,也认为充电结束。(质量没问题的电池,都应在8小时内达到 0.01C,质量不好的电池,等下去也无意义)锂离子或锂聚合物电池组的最佳充电速率为1C,这意味着一个1000 mAh的电池组要以1000mA的电流进行快速充电,以这种速率充电可以实现最短的充电时间,而且不会降低电池组的性能及缩短使用寿命。对于容量不断增加的电池组,欲达到这种满意的充电速率,提高充电电流值是不可避免的。

1.锂离子电池充电要求的最适合电流是多少?

锂离子电池充电要求首先恒流充电,即电流一定,而电池电压随着充电过程逐步升高,当电池端电压达到4.2V(4.1V),改恒流充电为恒压充电,即电压一定,电流根据电芯的饱和程度,随着充电过程的继续逐步减小,当减小到0.01C时,认为充电终止。(C是以电池标称容量对照电流的一种表示方法,如电池是 1000mAh的容量,1C就是充电电流1000mA,注意是mA而不是Ah,0.01C就是10mA。)为什么认为0.01C为充电结束:这是国家标准 GB/T18287-2000所规定的,也是讨论得出的。以前大家普遍以20mA为结束,邮电部行业标准 YD/T998-1999也是这样规定的,即不管电池容量多大,停止电流都是20mA。国标规定的0.01C有助于充电更饱满,对厂家一方通过鉴定有利。另外,国标规定了充电时间不超过8小时,就是说即使还没有达到0.01C,8小时到了,也认为充电结束。(质量没问题的电池,都应在8小时内达到 0.01C,质量不好的电池,等下去也无意义)锂离子或锂聚合物电池组的最佳充电速率为1C,这意味着一个1000 mAh的电池组要以1000mA的电流进行快速充电,以这种速率充电可以实现最短的充电时间,而且不会降低电池组的性能及缩短使用寿命。对于容量不断增加的电池组,欲达到这种满意的充电速率,提高充电电流值是不可避免的。

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2.锂离子电池充电要求的最适合电压是多少?

锂离子电池标称电压3.7V(3.6V),充电截止电压4.2V(4.1V,根据电芯的厂牌有不同的设计)怎样区别电池是4.1V还是 4.2V:消费者是无法区分的,这要看电芯生产厂家的产品规格书。有些牌子的电芯是4.1V和4.2V通用的,比如A&TB(东芝),国内厂家基本是4.2V。把 4.1V的电芯充电到4.2V会怎么样:会使电池容量提高,感觉很好用,待机时间增加,但会减短电池的使用寿命。比如原来500次,减少到300次。同样道理,把4.2V的电芯过充,也会减短寿命。锂离子电芯是很娇嫩的。既然电池内有保护板,我们是否就可以放心了呢:不是,因为保护板的截止参数是 4.35V(这还是好的,差的要4.4到4.5V),保护板是应付万一的,假如每次都过充,电池也会很快衰减的。

3.苹果iPhone的电池规格是多少?

苹果iPhone的电池规格是标称电压3.7V,充电截止电压4.2V,电池容量1400mAh, 按照我们上面的所讲的,最佳充电速率1C,需要达到1400mA的电流开始充电,电压为3.7V,在电压达到4.2V后,开始进行恒压充电,直到达到 0.01C也就是14mA停止充电。

4.usb接口和充电器的电压、电流分别是多少?

usb接口的电流是500mA,电压是+5V,如果在充电过程中打开HWinfo,你也可以看到External Power一项是500mA充电器是为iPhone设计的,电压我想大家都明白那个白色的,可以插进电源插座的小方块是干什么的吧,就不用我再说了吧?使用充电器充电是,打开HWinfo可以看到 External Power一项是1000mA综上所述,当你使用usb来充电的时候,电压是+5V,而电流只有500mA,我们在参考1、2问题的答案就知道这种办法会增加电池容量,用起来很爽,但是会减短电池使用寿命。当使用充电器来充电时,大家可能会问,你不是说最佳速率是1C吗?那iPhone应该是1400mA 的充电电流才对啊,没错,可是国家还有一个规定,国标规定的低倍率充电是0.2C(仲裁充电制式),还以iPhone的1400mAh 容量的电池为例,就是280mA,理论上越小对电池越有好处。但你总不能为了一块电池充电等3天吧。(容量mAh=电流mA×时间h)所以苹果选择了 0.7C,大部分的电池在0.5C--0.8C之间5你们可以选择了!很明显有人使用usb充电,感觉时间较长,但是那是以牺牲电池寿命作为代价的。

(本文来源:硬件十万个为什么)

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