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1 # 科技Camera
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自從三星Note7電池爆炸門出現後,手機電池的安全性就進入了人們的視野,成為了使用者所關心的焦點。繼三星之後,iPhone也因電池問題引起了不小的波瀾,這些主打最實用、效能最優越的手機截止現在,給出解決方案依然是修修補補的操作。那麼,技術難題在哪裡呢?
首先我們先看一下三星和蘋果手機的電池構成。
三星三星手機所使用的電池是電池型別為液態鋰離子電池,這種電池的特徵是採用的為液體電解質,電池一旦破裂就會造成液體滲漏冒白煙,溫度達到一定高溫會產生爆炸,電池容量較小、壽命有限,但是造價低廉。
iPhoneiPhone所使用的電池為聚合物鋰離子電池(簡稱聚鋰電池),這種電池以膠態固體聚合物為電解質,電池不容易破裂,破裂不會產生自燃,而且電池容量更大、使用壽命更長。但是溫度變化很容易造成短路和電池膨脹問題。
而之前三星Note7電池就是產生爆炸就是因為液體電池的原因,而蘋果手機電池問題多是由於電池鼓包。這也正是印證了那兩種手機電池的特性。
那麼造成手機電池爆炸的原因都有哪些呢?
手機過熱手機過熱,會使得電池內的電解質膨脹,出現蒸汽,而蒸汽沒有得到有效的散失就會產生爆炸、起火,這也是鋰離子電池經常出現的故障。
機械性短路現在的手機電池都是裡面包裹著電解質,外面一層保護膜包裹著,透過保護膜連線著電池的正負極,而這層保護膜機器薄弱,一旦保護膜破裂,就很容易造成電池短路,進而因短路造成自燃。手機嚴重過熱等都有可能造成隔膜破裂。
此前三星電池爆炸後,三星官方給出的說明是因為技術上的失誤,導致正負極接觸,引起電池過熱產生爆炸。根據官方說明我們可以判斷出三星手機問題正是機械性短路的原因。在目前因為投入經費預算的問題,在一方面投入較多,就需要在另一方面砍掉預算,而三星之前的做法就是砍掉了電池方面預算,採用價格更低的鋰離子電池。而蘋果呢,雖然是使用了高安全度的聚合物電池,但是為了是手機更加的輕薄,不增加手機的重量,而對電池採取了精簡化處理,使得更薄更輕,但是安全性也就更差,從而造成電池門事件。
手機的電池經歷了從鎳鉻電池到鎳氫電池再到鋰離子電池和聚鋰電池的發展,手機更加的輕薄,電池也更加的輕巧,但是目前的發展只能是進行電池方面的修補操作,使得安全效能更高,比如將電池設計的可以有效散熱或者散失蒸汽這樣的操作。抗燃性的有效材料目前依然沒有有效的進展,只能是無限的接近低沸點與低燃點。電池門爆發後,手機電池的安全性已經得到了很大的提升,不久的將來更加好用的材料誕生,那麼安全性也將不再是問題。(Ps:中中國產手機使用的基本都是聚鋰電池)
我是宅男技術猿。
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3 # 在看雲
記得上個星期《新聞聯播》中,提到某相關部門正在研發新型電池,該電池容量足以供應一輛電動車的一天用電,到時手機可以持續玩幾天,為大部分玩遊戲的玩家帶來了福音。專家指出:該電池的研發成功將會給中國的電池行業及手機行業帶來革命性的進步。期待該電池的成功面世,媽媽以後再也不用擔心我的手機充電了!
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回答這個問題之前,我們首先需要了解三星、蘋果手機的電池出問題的原因。
首先三星手機電池爆炸的原理:電芯隔離膜出問題。
鋰電池原理:鋰離子和在陽極和陰極之間來回抽插,時間一久,陽極、陰極之間的材料就會變得疏鬆,這也是電池鼓包的原因。而電芯隔離膜的作用是為了防止電芯在充電膨脹收縮時有足夠的餘量保證正負兩極完全隔絕。三星note7的電池的電壓和能量密度比一般的電池要高很多,加上使用其快充技術,當電池膨脹太過時,隔離膜不夠,那就危險了——爆炸。三星官方是這麼分析自己的原因的。
蘋果電池的“降頻門”:
2017年12月10日,蘋果一位使用者分享了自己給自己的iPhone6s更換了新電池之後,處理器效能回升了70%;18號geekbench創始人John poole公佈了資料證明前者的言論,此時更多蘋果粉絲表示對此深有同感,引爆了網路,而蘋果官方22日主動發表宣告,承認了確實為蘋果舊款手機降頻的做法,但是是為了防止因電池老化引起老款蘋果手機關機的。隨後也給出了具體解決措施:為過保的老款iPhone6以及以後的老款手機換電池價格由79美元降至29美元。
浙江大學近日在國際著名期刊《科學進展》公佈了其在石墨烯電池研究方面的進展:
這種電池以創新工藝製備的石墨烯膜做為正極材料,經過25萬次的充—放電,充放率仍然達到91%,容量損失很小。
在大電流下可以快速充電,與此同時還可以的比電容量。這種電池的實驗室資料的驚人表現是,1.1秒就能充滿電。。
而不止浙江大學在這方面深入研究,在2017年3月17日,青島西海岸新區與山東科技大學、青島市科技局簽署了《鋁離子電池研發中心共建協議》,山東科技大學鋁離子電池研發中心正式揭牌,美國科學院院士戴宏傑率領有關團隊正式入住,具體成果尚未展示。而很多研發團隊多年前也早已踏入石墨烯電池有關領域的研究,比如東旭光電等。
相信在2020年左右,應該在此方面會有重大突破並應用在實踐中的。