你的口袋中有“炸彈”？

演講者：南陽

推薦單位：北京腐蝕與防護學會

各位老師同學，大家下午好。我是來自北京腐蝕與防護學會的南陽，我今天要講的題目是《你的口袋中有炸彈》。大家可能會覺得有些莫名其妙，怎么著就有炸彈了？看到副標題大家就會明白了，原來我指的是每個人都揣在口袋里的智能手機。

鋰電池在消費電子和新能源汽車領域有著不可替代的作用。但同時，鋰電池也是十分的危險，非常容易發生起火爆炸。據鋰電大數據統計，僅2016年，全球就發生了五十多起鋰電池起火爆炸的事件，其中以某品牌Note 7手機在全球30多起手機爆炸事件中影響最大，從首次發生爆炸到該機型停產僅僅47天。

網友們也多才多藝，編了各種搞笑的段子來調侃。比如，有人笑稱解鎖手機安全充電新姿勢，得全副武裝，穿防爆服。還有個笑話是湯姆準備去打劫一家手機店，結果沒等動手了，“蹦”，這只貓給嚇傻了……水涼了怎么辦？用手機加熱，熱能轉換效率高。打仗沒彈藥了，別忘了你的手機還可以扔出去。

調侃歸調侃，手機爆炸帶來一些慘痛后果足以引起我們的重視。2018年6月，馬來西亞搖籃基金私人有限公司CEO——納茲林，午休時在床邊給手機充電。手機電池因過熱爆炸并引發火災，納茲林頭部被嚴重炸傷，最終身亡。這也是近期由手機電池爆炸造成的最嚴重事故之一。這個鍋呢Note7不背，因為這是2018年發生的事情，而Note7早就被回收了。

除了手機，在更大的領域——數碼鋰電池，也有一些鋰電池爆炸的事故，還有電動汽車領域，鋰電池工廠也發生過不少的起火爆炸事故，危及人們的生命財產安全。航空上也在逐漸禁止運輸鋰電池及其產品，對乘客隨身攜帶的鋰電池的容量也作出了一些限制。不過手機不用擔心，是可以帶的，除了之前提到的那個牌子的手機。

大家身邊多多少少發生或聽說過鋰電池爆炸或起火的事情。那么有人就很想知道，鋰電池為什么爆炸，我們該如何安全地使用手機電池，更長遠一點的呢，鋰電池該何去何從。

首先，鋰電池為什么會爆炸？通常說的鋰電池是鋰離子電池。鋰離子電池是一種二次電池，它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。首先有正極和負極，兩個存儲鋰離子的大貨倉，充放電的時候鋰離子可以在正負極來回跑。中間是電解液和隔膜，電解液是鋰離子的運輸通道。隔膜防止正負極接觸，防止短路。還有一種鋰電池是鋰金屬電池，負極由鋰金屬構成，但是現在很 少應用，太危險，技術難度高。

咱們來看看手機鋰電池存在的一些安全隱患。電解液含有大量的有機物，易燃。隔膜一般都非常薄，一旦破損，極易短路，一旦短路，電能直接就轉化成熱能，極易起火爆炸。正、負極這兩個倉庫在存儲鋰離子的時候，為圖省事，鋰離子經常就近擺放，形成毛刺、枝晶，容易刺穿隔膜，造成短路。鋰電池受外界的擠壓、震動、撞擊、高溫等也會引起起火爆炸?？傮w上來說，鋰離子電池能量密度大，這個是它的優點，但是炸起來威力也大。

Note7手機的爆炸原因據說是設計上的不合理，為了追求更長的續航和更小的體型，進一步壓縮了鋰電池中隔膜的體積，一旦短路，電能高效地轉換成熱能，手機就炸了。為什么不壓縮電解液，正負極？廠家不會這么做的，這會削弱電池的容量和能量。

說了這么多，那么我們該如何安全使用電池呢？其實大家也不用太擔心，對于鋰離子電池安全性能的考核指標，國際上規定了非常嚴格的標準，一塊合格的鋰離子電池在安全性能上應該滿足以下條件：（1）短路——不起火，不爆炸;（2）過充電——不起火，不爆炸;（3）熱箱試驗——不起火，不爆炸（150℃恒溫10min）;（4）針剌——不爆炸（用Ф3mm釘穿透電池）;（5）平板沖擊——不起火，不爆炸（10kg重物自1m高處砸向電池）;（6）焚燒——不爆炸（煤氣火焰燒烤電池）。各種折騰，電池還要安全，也是相當的嚴格了！

但是咱難保自己的電池就一定是合格的，或者小心點總沒錯。誰也不希望那個不幸的人就是自己。我們可以注意這樣一些地方，充電器是否原裝，別隨便亂充，避免長時間大功率使用，加強散熱，尤其是愛玩手機游戲的年輕人。當手機無法充電時，手機頻繁自動重啟時，要當心，及時檢查更換。當然了，擠壓、震動、撞擊、高溫這些外部環境也要盡量避免。

說了鋰電池這么多不好，鋰電池未來將何去何從？其實從我放的這幾張圖，大家很容易知道我是持樂觀態度的。

鋰電池引起的事故很多，但從某種程度上來說是因為它運用得太廣泛了，放大了它的安全問題。鋰電池具有無可比擬的優點，比能量和能量密度高，自放電低，荷電保持能力強，儲存和循環壽命長，環境污染低，沒有記憶效應，工作溫度范圍大，倍率性能較好，可小型化和做成超薄外形……

鋰電池廣泛應用于水力、火力、風力和太陽能電站等儲能電源系統，郵電通信的不間斷電源，以及電動工具、電動自行車、電動摩托車、電動汽車、軍事裝備、航空航天等多個領域。滲透到人們生活的方方面面。

鋰電池的種類也非常多，分類方法也多，按高矮胖瘦可以分成：圓柱的，紐扣式的，方形的。按照電解液的狀態，可以分為：液態的，聚合物的，或者是全固態的。全固態電池是目前的一個研究熱點，固態電解液很大程度上解決了電池短路的問題，它安全性能高，可以內部串聯獲得高電壓，壽命長，工作溫度范圍寬，可以做柔性電池。但是它的缺點是界面電阻高，導電性差。

鋰金屬電池，負極采用金屬鋰或者鋰合金。比容量、自放電率和性能價格比均優于鋰離子電池。由于負極鋰過于活潑，目前未商業化使用，仍處在研究階段。1970年代后期，當時“大哥大”手機使用的就是這種鋰電池。但是問世還不到半年，這種鋰電池就因為起火爆炸的問題，而被全球召回。可見其危險性。研究人員也進行了很多相關的研究，開發了很多給鋰金屬穿衣服，做骨架的有趣思路，這也是我博士期間研究的主要方向。

鋰電池未來的發展趨勢，必然是安全，高性能，柔性，輕質。未來還得看鋰的！謝謝各位老師！