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有了不爆炸的锂电池,手机可能不会再着火丨硬科技

就算被压碎、刺穿,甚至被子弹射中,Amionx的SafeCore锂电池都不会着火。但它也正面对一些其他问题。

图片来源:unsplash

记者 | 徐诗琪

编辑 |

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自从索尼在1991年将锂离子电池商业化以来,锂电池为21世纪带来了许多便利:手机,笔记本电脑,无线耳机,甚至是电动汽车。但是,和现代其他便利设备(例如汽车和飞机)一样,在极少数情况下,锂电池会出现问题,甚至可能发生灾难性的事故。

曾有不少电池爆炸致死的案例发生。虽然你遭遇电池爆炸(千万分之一)的概率比被雷击(百万分之一)还低,但事实是:锂离子电池中含有易燃液体,并且必须有它们才能在化学反应中产生能量。

如果将锂电池有足够的安全保障,在出现结构故障时也不会爆炸呢?

总部位于加利福尼亚的初创企业Amionx,正在推广其SafeCore安全锂离子电池技术,该公司声称其采用了“廉价且广泛可用的”材料来防止热失控,即使锂电池被压碎、击中等也不会着火。

要了解它是如何工作的,需要先知道电池是如何着火、爆炸的。

当锂电池在高电压下过充,或内部发生短路时,会导致热失控。

电极之间的短路有好几种可能。可能性一是在刺破电池时的短路,二是在充放电过程中,锂电池内部会形成锂枝晶,如果没有充足的伸展空间,它也会突破隔膜、导致短路。

SafeCore的核心技术,是位于电池内1-5微米的特殊夹层。Amionx表示,它可通过电流、电压、或温度的快速上升而引发分解,形成电子无法穿越的屏障。当电池变热并可能着火时,Amionx的特殊材料就保险丝一样,在电池的两个关键组件之间形成物理间隙。

据外媒CNET报道,Amionx 在工厂内测试其技术安全性时,使用了重物撞击、钉子刺穿,甚至是用枪射击等方式。

据报道,没有使用SafeCore材料的普通锂电池,在被钉子插入时,像气球一样膨胀起来,冒出一团烟雾,射出红色火花并爆炸成一束巨大火焰,直达测试室的天花板。一切反应在6秒之内发生的,普通锂电池被烧焦。

而使用破碎机测试,同样的反应只用了4 秒。

普通锂电池测试时起火
SafeCore电池并未起火

相对应的,SafeCore锂电池在破碎机测试中,并没有凸起、冒烟、起火。据称,SafeCore被压碎时可能在十分钟内变热,约相当于暖手器的温度。

之后CNET要求Amionx进行射击测试。这一测试的结果是,普通锂电池在被子弹射中时,其塑料外壳软化,掉落到地面并爆炸成火焰;SafeCore锂电池被射中时,子弹将其撕裂,但电池并未移动。

不过Amionx方面警告称,尽管SafeCore电池可承受子弹射击,但只能接受一颗子弹。因为电池内部仍有易燃液体,第一颗子弹会使易燃液体泄漏,如果对电池射击第二枪,很可能会引起火花并着火。

Amionx有很大的野心。其最初是为了军用防弹电池而开发此项技术的。现在,这家公司认为每个新电池都可以使用SafeCore来减少电池事故。

Amionx还认为这项技术可以开辟新领域。例如,Amionx认为,SafeCore还可以极大地帮助电动汽车创新——因为该公司称,EV电池的重量的50%至70%来自于制造商用来保持电池安全的容器。如果事实证明SafeCore可以提供足够的保护,那么从理论上讲,电动汽车制造商可以减少对电池的保护,相应的就能使用更大的电池容量了。减轻电池重量也有助于车辆行驶。

甚至,该公司还认为其电池可以安全地植入人体(例如心脏起搏器),毕竟在人体内,一丁点的电池燃烧都是极其危险的。

Amionx的技术人员称,这些期望的事情并不会立刻发生,因为电池制造商不会很快让SafeCore成为唯一的电池安全机制。但是他说,只要有规模大的电池制造商许可他的技术,他就能够在六个月内启动并使用 SafeCore。

尽管这项技术听上去十分诱人且成功,但也有潜在问题,那就是经典的硅谷挑战:它能量产吗?

电池先驱John Goodenough教授提出,大规模生产时,像SafeCore这样的层压板可能无法保证每块产品都有效。

“这项技术重点在于分离时间比点燃液态电解质的时间要快。但鉴于电池中的空间有限,我不相信这种方法能在制造的每个电池中都起作用。”

最近,美国著名的工业工具公司Stanley Black&Decker宣布,计划将Amionx的SafeCore电池技术应用于实际产品中。签署的公告中称,该公司正在评估Amionx 的技术,以确定这一技术可以在哪些产品中使用。还说,“Amionx的技术具有吸引力,因为它有可能让电池在被滥用时也十分安全。”

不过,Stanley强调了“可能”这个词。

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