近些年來，由鋰電池引發的爆炸事故頻頻發生。生活在現代，但凡目力所及，總能看到些藏著電池的物件：低頭刷著的手機、不停敲擊的筆記本電腦、路邊停泊的汽車……都由鋰離子電池暗中供能。而對鋰離子電池安全隱患問題的討論，一直以來不絕於耳，畢竟這些電池生來就是“爆”脾氣。
為什麼鋰電池會變身“定時炸彈”?
商用的鋰離子電池主要由四部分組成，分別是正極、負極、隔膜和電解液。
充電時，鋰離子從正極中出來，經過電解液，穿過隔膜到達負極，放電時則相反。於是，隨著電池的使用，鋰離子如同一輛公交車，攜帶著作為乘客的電荷們，不斷地在兩極間往返，完成充放電的功能。而隔膜的作用就是阻隔正負極，防止短路的發生。
這種四位一體的設計，給鋰離子電池帶來了巨大的成功，但卻也在多個方面埋下了隱患。
首先，電池內部的電解液含有大量有機物，比如碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯。這些傢伙一個個都自帶燃爆屬性，臉上寫著“遠離火源”四個大字。
此外，一塊電池的正負極一旦短路，就會大量發熱，甚至產生火花。不少人小時候可能做過這樣的實驗：拿鐵絲把一節電池的正負極連起來，鐵絲會變燙，甚至可以拿來切泡沫，就是這麼個原理。
既然短路這麼危險，人們自然就想到要用個東西把正負極隔起來，於是就引入了隔膜。
然而，現代電池追求小體積，為了保證能量供給，正負極和電解液都不能少，那麼就只有去壓榨“不那麼重要”的隔膜體積了。於是，電池隔膜被“削減”地越來越薄，主流的鋰離子電池隔膜厚度僅有20微米左右。也就是說，兩片隔膜疊起來的厚度，剛好接近一根頭髮的直徑。
這層薄膜一旦破損，問題就會很嚴重。2016年，三星Note 7電池火災就是因為隔膜太薄，容易被一些焊接毛刺壞，從而導致電池短路引發爆炸。聽起來，這些電池算是受了“工傷”了。
即便沒有這些焊接毛造成的“工傷”，電池本身也暗藏著刺穿隔膜的隱患，這類現象叫做“枝晶”。
枝晶這個問題，算是一種寫在鋰電池“基因”裡的病。因為動力學等因素，鋰電池在使用過程中，電極的表面會形成一些“小毛刺”，這些小毛刺就叫做”枝晶“。而且枝晶會越長越大，最終就會穿透隔膜，造成短路。
枝晶這種只有幾微米的小傢伙，曾經搞垮了一家電池領域的大公司。
1970年代後期，有一種使用金屬鋰作為電極的電池，可以在相同重量下，儲存比其他電池更多的電能，因而備受青睞。當時“大哥大”手機就是使用這種電池。持有這種技術的是一家名叫Moli Energy的加拿大公司。然而，這種電池問世不到半年，因枝晶問題發生了多起爆炸事故，被全球召回。盛極一時的Moli公司，從此一蹶不振，最終以被一家日本公司收購，草草離場。
超薄的隔膜、可燃的電解液、暗流湧動的枝晶——整個電池就像是把“火藥桶”和“打火機”關在一個小屋子裡，然後用一層“保鮮膜”隔開，想想都很驚心動魄。轉自：科普中國
閱讀更多 速新聞 的文章
