作為近年來數碼時尚的先鋒產品,美國蘋果公司的iPhone手機一直頗受追捧,但今年8月以來,各國接二連三的iPhone“爆炸門”、“裂屏門”事件,給這些新銳電子產品蒙上了陰影——破財事小,命可玩不起啊!
據《科學美國人》網站8月19日報道,歐盟消費品安全委員會宣布成立專門小組,調查近段時間發生的多起iPhone爆炸事件。而這些事件的元兇——鋰離子電池過熱引發的安全問題,引起了人們的關注。
8月24日凌晨3點,26歲的法國超市保安雅蘇里·布阿迪正在用自己3個月前買的iPhone發短信,“突然間,屏幕就爆炸了!”布阿迪的眼睛被一片碎玻璃劃傷,他憤怒地向蘋果公司提出了索賠。
布阿迪不是唯一一個iPhone爆炸受害者。本月早些時候,法國南部一名18歲少年的iPhone“發出吱吱聲并爆裂”,導致少年眼睛受傷;巴黎郊區一位80歲老人的iPhone手機顯示屏在他的手中爆裂了。據法國媒體統計,近期已有10名法國消費者報告他們的iPhone手機顯示屏爆炸或者破裂。還有一起事件發生在荷蘭,一名男子將iPhone留在汽車里,回來時卻發現iPhone已引燃大火,將副駕駛座燒得面目全非。
與之前發生的iPod、筆記本電腦、手機爆炸案類似,歐洲發生的多起iPhone爆炸案,也是由近十幾年來已成為數碼產品主流電池的鋰離子電池過熱引起。
1976年3月,美國埃克森石油公司工程師惠廷厄姆制造出了首個鋰離子電池原型——他用鈦硫化物作為負極,鋰金屬作正極,依靠鋰離子在“正極—負極—正極”間的運動形成電流,完成充—放電過程。鋰離子電池在能量密度、自放電程度等各項指標上,都大大優于當時其他的可充電電池,從而引發了科學界和企業界的研發熱潮。上世紀80年代,人們對鋰離子電池不斷進行改進,如采用含鋰化合物作正極、碳素材料作負極,使它體積更小、能量密度更大、運行更穩定、價格更便宜,鋰離子電池于是逐漸成為可充電電池的主流,特別反映在便攜式電子裝置上,甚至已被用作電力汽車的動力。
電解液中埋下“飛彈”
據美國知名科普作家馬歇爾·布雷恩在鋰離子電池系列文章中的介紹,鋰離子電池爆炸絕大多數是由短路引起的,具體原因包括充電過壓/過電流、使用老化等。
鋰離子電池的制造過程中,因為制造工藝本身的紕漏,很容易在本應絕緣的兩極之間,留下金屬粉塵、銅箔、鋁箔碎片。這些角料在電池較熱(多見于長時間使用或充電時)時,就像沸水中的米粒一樣,在電解液中作隨機性熱運動。如果恰好有微粒或碎片接近電池正負級中間的隔膜,就可能造成隔膜穿孔,進而引發微短路。由于電池內的有機電解液屬易燃物,微短路可能造成爆炸、燃燒等事故,一般有以下三種情況:
1.產生火花點燃電解液,進而殃及塑料機身和與之接觸的易燃物,造成火災;
2.引起電池內溫度急驟上升,電池內空間很狹小,可能因壓力增加而爆炸;
3.電池內溫度上升較慢,電池外殼逐漸溶化,使有腐蝕性的電解液泄漏。
鋰離子電池的安全隱患目前無法杜絕,因為再先進的制造工藝,都難免會在電解液中埋下“飛彈”。需要指出的是,正規部門對鋰離子電池的生產、銷售都有嚴格規范,質量合格的鋰離子電池內,碎片的數量和大小都被控制在很小的范圍內,穿破隔膜的幾率極低;電池外殼也采用阻燃材料,不容易產生明火。
鋰離子電池的防爆措施
鋰離子電池的安全隱患,電池制造商當然心知肚明,那么他們采用了哪些防爆措施呢?以筆記本電腦鋰離子電池為例,其工作原理是:鋰離子電池在充電接近充滿、放電接近放干的時候,電壓會下降,控制電路檢測到這種情況后,通知保護電路切斷電源,以防止過充或過放,以免電池壽命縮短。
目前的筆記本鋰離子電池都具備較為完善的多級保護機制,即使在電源充電器、筆記本電腦出現異常的情況下,筆記本電池也能轉為自動保護狀態,一般不會發生爆炸。但一旦控制電路和保護電路的工作能力減弱時,電池就瀕臨“危險”了。手機等電子產品的鋰離子電池充放電保護機制,與此類似。
不需對它“敬而遠之”
近年來鋰離子電子產品爆炸事件屢見報端,引起了很多消費者的恐慌,一些人在為自己的手機、MP3充電時往往“敬而遠之”;還有人因為害怕,干脆長期將筆記本電池棄之一旁,造成報廢。但從調查結果來看,大多數鋰離子電池爆炸事件都是因用戶不注意安全提示,如擅自改裝、使用不匹配的充電器、將電池置于極端環境下等造成的。
需要指出的是,鋰離子電池技術作為一種經過30多年研究、已成功實現商業化的成熟技術,其安全性是有保證的。正規廠牌的鋰離子電池在出廠時都會經過無數道測試程序,售出后還有信息反饋機制,以便對問題產品及時召回。
美國交通安全管理局(TSA)給出以下安全使用鋰離子電池的建議:
1.使用原裝充電器:充電時間是鋰離子電池爆炸事件的高發期。原裝充電器比兼容充電器更能保證電池安全。
2.使用可靠的電池:盡量購買原裝電池,不要為省錢而購買“二手貨”或“水貨”,這類電池可能經過維修,不如原裝電池可靠。
3.不要將電池置于極端環境:高溫、碰撞等都是電池爆炸的重要誘因,盡量讓電池處在一個穩定的環境中,遠離高溫的地方。
4.別嘗試改裝:不少年輕人喜歡給自己的手機“美容”,更有人“膽大心細”地把手機自行改造。但不當改裝卻極易釀成事故。手機是一種精密的通訊設備,在設計時,廠商會對其安全性進行嚴格的考證。改裝后,電池可能處在之前未被考慮到的環境,增加了安全隱患。