电池爆炸前内部会发生什么

过充的电池会变成变形的“果酱卷”

从起火的三星Note 7事件到爆炸的悬浮滑板,锂离子电池最近的表现并不理想。一项新研究有助于解释这些流行的能源是如何变成安全隐患的。

在这篇发表在《电化学学会杂志》上的论文中,加拿大光源(CLS)同步辐射器的科学家们观察了一个过度工作的电池内部。在这种情况下,他们将电池放电直到其电压低于临界水平。

inside a lithium ion battery
过充或过度使用会使电池内部变形。(A)显示了电池在被滥用前的内部情况。(B)展示了滥用如何导致最初的设计缺陷变得更加扭曲。(C)重点展示了变形加剧的区域。 Toby Bond,加拿大光源

当我们对锂离子电池过充或过热时,内部材料会开始分解并产生氧气、二氧化碳和其他气体的气泡。压力会积聚,发热的电池会从矩形膨胀成枕头状。有时,涉及的手机之后还能正常工作。其他时候则会报废。偶尔——砰!

为了观察电池膨胀时内部发生的情况,CLS团队使用了一种名为计算机断层扫描的X射线技术。

电池内部有一个电极,它像果酱卷一样从中心点螺旋状延伸出来。X射线扫描显示,过热期间产生的气泡使这个电极发生扭曲和凹陷。

有趣的是,研究人员发现,在电池过放之前,气体积聚造成的最大变形发生在原本存在轻微缺陷的区域。研究人员指出,对更多种类的电池进行此类研究,将有助于更好地理解这些电池如何应对气体产生,从而可能导致更好的设计。

正如《新科学家》杂志所指出的,尚不清楚三星Note 7的灾难是否包括“枕化”或这种变形。

[电化学学会杂志 通过 新科学家]

 

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