隨著智能手機的普及,手機已成為我們生活中不可或缺的重要部分,“機不離手”,人人都是“低頭族”。所以消費者要求手機用續航能力更強、充電更快的電池。如何生產更好的電池一直困擾著科技行業,智能手機在不斷改進,顯示屏更清晰、軟件更好、攝像頭可媲美專業人士的設備。然而,電池技術并未獲得如此快速的改進,盡管也取得了一些進步,但電池衰減的速度仍然快于用戶的預期,充電時間仍然很長。
各個廠商都在爭相給手機增加新的功能和特性,這就要求手機配備更先進的電池。除了市場對其性能的要求,電池也變得越來越輕薄,尺寸越來越小,因為智能手機廠商都試圖利用更輕薄的設備贏得消費者的青睞。這就給制造流程帶來進一步壓力,同時也冒著出現瑕疵的風險,而這種瑕疵也可以導致我們今天在三星手機上看到的那種故障。

2016年,自正式銷售后,三星Note7爆炸新聞不斷涌現,三星在回應這個問題的聲明中稱:“根據我們的調查,我們了解到電池存在隔離問題。一旦正負極接觸,電池過熱,就會導致非常罕見的制造流程錯誤。”實際上,生產鋰離子電池所涉及的問題,并不是智能手機行業所獨有的。2006年,由于索尼制造的電池組存在發熱問題,戴爾、東芝等電腦廠商生產的數百萬臺筆記本電腦被召回,而波音787“夢想飛機”在2011年首次交付使用后,不斷遭受鋰電池短路的問題。
我們知道,現在的手機電池都是鋰電池了,鋰是化學周期表上直徑最小也最活潑的金屬,體積小所以容量密度高。鋰的化學特性太活潑,鋰金屬暴露在空氣中時,會與氧氣產生激烈的氧化反應而爆炸。為了提升安全性及電壓,科學家們發明了用石墨及鈷酸鋰(還有磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料)等材料來儲存鋰。
要理解鋰離子電池為什么頻頻引發事故,我們需要對它們的運作方式有個大概的了解。它們有3個主要組成部分:一端陽極,一端陰極,以及兩端之間的電解質。電壓產生后,會驅使鋰離子從一端轉向另一端,進而充電和放電。這一過程絕大部分時間都不會引發問題。但一旦有問題出現,問題會變得非常嚴重,且會快速惡化。此次召回三星Note7,在陽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,出現短路現象,導致電池異常發熱,極端情況下可能發生燃燒,存在安全隱患。

鋰離子電池技術已經度過了快50 年的時間——你沒有看錯,從制備到大規模生產就跨越了20 年的時間。50 歲的高齡,對于鋰離子電池來說可不算老。因為其他前沿的電池技術因為種種原因還無法大量生產和使用,鋰離子電池在未來相當長的一段時間里仍然有用武之地。而且,從降低生產成本、提高能量密度的方面來看,鋰離子電池仍有非常大的改進空間。
電池技術在不斷進步,但它的發展速度還趕不上我們對電池充電速度和續航時間的要求。手機制造商應該記住這一點,不要以安全為代價來滿足我們的要求。(科幻星系 康斯坦丁/文)
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