锂离子电池为何会着火

化学原理

移动设备中运用的电池是化学工程的创作：将大量的电量存储在一个小小的方块中，就能够让移动设备继续运转好几个小时。它是怎么样工作的？如何才能发挥它的最大效用？

现代移动设备大都都运用锂离子电池，首要包含两个部分：一对电极和存在于它们之间的电解液。电极的资料有许多种，可所以锂，也可所以石墨，乃至可所以纳米线，但无一破例都要依靠锂这种化学成分。这是一种活性金属，因而容易与其他元素合成。纯锂的活性极高，乃至会在空气中自燃，所以大都电池都运用愈加安全的钴酸锂。

两个电极之间是电解液，通常是一种液态有机溶剂，使得电子能够在其中活动。当锂离子电池充电时，钴酸锂分子能够抓获电子，然后在电池运用进程中开释电子，然后支撑手机的运转。

锂离子电池是最常见的一种电池，因为它能够在最小的空间内存储最多的电量。这需求经过能量密度来衡量，也就是每千克电池所能存储的电量，以瓦时(wh)为单位。锂离子电池的能量密度一般在150至250瓦时/千克之间，而镍氢电池仅为100瓦时/千克。换句话说，锂离子电池比其他类型的电池更小、更轻，因而能够压缩设备的体积，但依然能够保持较长的电池续航时刻。

上述化学进程能够归纳如下：设备中的电池能够存储电量，之后，内部的化学物质便会以任何可能的方法开释电量。但这相同会呈现问题，例如，最新的波音787梦想客机的电池就会在飞机停靠时呈现着火毛病。

这是锂离子电池的缺陷之一：假使电池放电过度，内部的化学物质便会分解，生成过量的氧化锂，然后燃烧，并生成更多的氧化锂，如此反复。化学家称之为热失控，普通人看到的是着火，这也是波音787被美国特种办理局(FAA)禁飞的原因。因为电池被刺破后也会发生相同的情况，因而美国运送安全办理局(TSA)建议飞机乘客将电池当心放置于随身行李中，而不要托运。

电池容量

电池容量的单位是毫安时(mAh)，代表的是一块电池所能供给的整体电量。例如，假使一块电池容量为1000毫安时，便能够在1小时内继续供给1000毫安的电流。假如你的设备电流为500毫安，那么这块电池的运用时刻大约为2小时。

不过，一款设备的电池续航时刻要愈加杂乱一些，因为特定设备的具体耗电量取决于它所履行的使命。假使这款设备的屏幕点亮、无线传输功用开启、处理器全速运转，便会比屏幕关闭、无线传输功用关闭、处理器闲置时耗费更多的电量。

正因如此，消费者应当愈加慎重地对待厂商声称的电池续航时刻他们可能会经过调低屏幕亮度，或是关闭部分组件的方法来延伸续航时刻。假如你感到好奇，能够运用一些专门的应用来监测移动设备的耗电量和电池状态，Android中的BatteryMonitorWidget和iOS中的BaterryLifePro都能够完成。

控制电流

因为有可能着火，所以有必要对锂离子电池进行严密控制。电池厂商经过充电控制器来办理电流，然后完成这一意图。事实上，每一块电池都内置有一台小型电脑来防止其过度放电。这个组件还能够控制充电期间进入到电池中的电流，在行将充溢时放缓电流，防止过度充电。

为了展现这一进程，咱们对三星GalaxyNote手机进行了充电，并测量了整个进程中的电流，而且与对应的电量比例进行了比较。从上图能够看出，充电初期的电流最高，之后逐渐下降。终究一部分电量的充电时刻很长，原因是控制器在放缓电流，防止电池过冲。

未来发展

电池技能一直在进步，全球各地的许多实验室都在研讨新的电池技能，以便替代锂离子电池，或是开发更高档的锂离子电池技能。

在这些新技能中，许多都用到了超级电容，然后在瞬间存储电量，然后瞬间开释，用途类似于闪光灯。因为几乎不涉及化学反应，超级电容能够大幅加快充电时刻，但现在的超级电容只能在一会儿开释电量，不符合大都移动设备的要求。

能够运用氢元素发电的燃料动力电池也将很快诞生。本年一月的拉斯维加斯世界消费电子展(CES)上展现的Nectar燃料动力电池系统能够运用10美元的燃料桶来支撑手机运转两个星期。但是，燃料动力电池的体积还不行小，无法安装在手机中Nectar系统只能为手机内置的锂离子电池充电，但却无法替代锂离子电池。