
实时图像捕获了导致锂离子电池爆炸的链反应。 。
该过程可以仅以毫秒为单位发生:过热的电池模块会产生多米诺骨牌效果,产生越来越多的热量,并且电池爆炸。但事实证明,根据今天(4月28日)在《自然通讯》杂志上发表的一项新研究,并非所有电池都可能失效。
研究合着者Paul Shearing说:“某些安全功能的存在可以减轻某些热失控过程的传播。” Shearing说,这些功能包括电池内的机械支撑。
研究人员在论文中写道,结果提出了一些使可充电锂离子电池更安全的方法。 [您的技术设备可能会伤害您的9种奇怪的方式这是给出的
可充电电池
锂离子电池是现代小工具的工作主场。从智能手机到巨型喷气机到特斯拉型号。它们通常由两层材料(称为阳极和阴极)制成,由电导的流体隔开。锂离子从阴极开始,这是一种在笔记本电脑和手机电池中的材料,通常包括钴,锰,镍和氧气。当电池充电时,电力将锂离子从阴极驱动锂离子,穿过充满离子的电解质流体,然后进入由石墨堆栈制成的阳极。随着电池的排干,锂离子从阳极返回到阴极。电池通常会在牢房中; Shearing说,笔记本电脑电池可能具有三个或四个单元格,而特斯拉型号可能具有数千个电池。
连锁反应
Shearing说,每年都会生产数亿个锂离子电池,而灾难性故障(例如爆炸或熔化)很少见。不过,还有43产品召回有缺陷的锂离子电池根据美国消费者产品安全委员会的数据,自2002年以来。
Sherate说,当内部电气组件短路,机械问题在秋季或事故发生或不正确安装时,电池可能会爆炸或融化。但内心,所有这些故障都会发生,因为电池的一部分变得太热,无法快速冷却,创造了一个连锁反应这会产生越来越多的热量。
Shearing告诉Live Science:“这是我们称之为Thermal Runaway的滚雪球过程。”
Shearing说,在热失控的过程中,微型电池模块可以融化,散发热量,阳极和阴极之间的电解质材料甚至可能沸腾。
为了更多地了解这种危险的连锁反应,剪切和他的同事将商业锂离子电池加热到482华氏度(250摄氏度)。使用高速3D摄像机和粒子对撞机,用同步器X射线轰炸了电池,团队捕获了电池的热图像,因为它们经历了闪光灯过渡到过热和热失控。
更安全的电池
即使在高温下,并非所有电池都失败了 - 有些电池具有防止危险反应的内部安全功能。在那些确实失败的人中,带有内部支撑的电池保持完整状态,直到内部温度达到1,830 F(1,000 C)。那时,内部铜材料融化,导致失控的链反应。
但是电池研究表明,没有这些内部支撑爆炸,可能是因为它们的内部岩心崩溃了,这可能使内部电气组件短路。
Shearing说,这项新技术为将来的电池系统测试安全功能提供了一种方法。
虽然爆炸电池Shearing说,听起来令人恐惧,实际上它们很少见。他说,毕竟,大多数人在日常使用过程中不会烘烤iPhone。
Shearing说:“我们不得不将它们推向非常极端的条件,在正常的日常操作中,[您]不太可能看到这些条件。”
跟随Tia Ghose叽叽喳喳和Google+。遵循现场科学@livescience,,,,Facebook和Google+。最初出版现场科学。