是什么原因導致iPhone電池出現膨脹?如何預防?
2021-12-10 17:04:53
自新iPhone上市以來,已經接連發生了數起因電池發生鼓包的事件,導致機身內部擠壓而造成屏幕和機身開裂的事故。鑒于去年三星Note7爆炸的事件之后,電池的安全問題尤其讓消費者重視,而作為手機行業的標桿,今年的iPhone電池鼓脹事件還在持續發酵當中,若后續iPhone手機再持續大規模發生此類事故,將會對Apple造成災難性后果。那么手機在什么情況下,會發生電池鼓包?電池鼓包無非是由于電池芯內部發生化學、電化學反應出現氣體而導致外殼撐起,從引發因素考慮可分為外因和內因,外因重要包括電池過充、過放電、短路、擠壓碰撞、儲存環境等;而內因則重要包括電芯或電池設計、制造工藝、原料選取等。
1、不正確的充放電導致電池過充或過放。電池充電達到飽和狀態后,若繼續對電池充電則為過充電。電池放電過程中,當放電電壓達到電池放電終止電壓時仍繼續放電則稱為過放電。過充或過放都將破壞電芯內部結構,導致極片嚴重極化,使SEI膜、電解液等發生分解反應并出現氣體。當鋰離子電池發生過充時,過量的鋰離子會從正極活性物質釋出,其正極晶體結構被破壞,極易出現氧氣,并且鋰金屬會沉積于碳負極材料表面,形成鋰金屬枝晶,這種枝晶很容易刺穿電芯隔膜,導致內部微短路,出現大量熱能而催發更多內部化學反應,導致電池鼓脹,甚至起火爆炸。
2、不恰當的存儲或使用環境。鋰離子電池依靠內部化合物的電化學反應而將化學能轉化成電能,而化學反應會受溫度影響,副反應程度及反應產物均與溫度有關。當電池在高溫環境下存儲或使用時,電池內部的SEI膜,電解液因為高溫而分解,分解物還會與正極、負極發生化學反應出現氣體。特別當電池在超出推薦溫度范圍充電時,電池整機活性材料將釋出大量的鋰離子,鋰離子釋出量新增時,將破壞晶體結構的穩定性,電池的安全性因而降低。
3、電池發生機械濫用情形。撞擊或擠壓是典型的機械觸發熱失控的一種方式,可能會引發電池結構和保護板功能受損。導致電池出現內部或外部短路,電池機械受損一般發生在很短的時間內,電池結構受到機械破壞而導致電芯短路,進而引起熱失控。假如電池保護板功能受損,電池在沒有保護的情形下更易引起過充過放。
4、電池廠存在生產工藝瑕疵。如制造工序中電芯內部混入粉塵顆粒、毛刺過大、卷繞不齊、涂布不均等工藝問題,將造成鋰離子電池本身質量缺陷,為鋰離子電池埋下安全隱患。這種質量問題都有可能引起內部微短路,而電池內部微短路過程可能是緩慢發生的,我們將無法評估電池什么時候會出現熱失控。
5、電池芯設計缺陷,包括負極克容量發揮不足,為縮減電池體積而采用更薄的隔膜,隔膜余量設計不足未能完全隔離正負極片,極耳未設計絕緣膠帶等。電芯設計缺陷不一定會在前期檢測出來的,而電池在被組裝到手機時,經過多次使用后,由于手機結構擠壓等各種外部因素誘導下,電池內部結構穩定性降低引起各種副反應,內部微短路等,會造成電池鼓包,甚至起火爆炸。目前合格的手機電池都設計有過充、過放、短路等基本保護功能,而此類保護功能失效情況一般是很難發生的,因此,手機在正常合理的情形下使用是很難發生電池鼓包,起火或爆炸的。但是很多制造商都在追求曲面屏、更多功能、更高性能和更輕薄的手機設計,同時一味提高電池容量,不斷擠壓電池空間,導致電池存在設計缺陷是目前非常重要的安全隱患,稍有不慎極易引起電池燃燒爆炸等安全事故。總之,電池鼓包是非常危險且不穩定的,如任由此情形發展下去,極易引起電池熱失控,輕則導致電池破裂,電解液溢出,重則發生起火,爆炸。用戶若遇到手機電池發生鼓包情況,應該立刻停止使用手機,并聯系手機售后部門維修更換。
6、TIPS如何預防電池鼓包:
(1)盡量使用原裝的充電器充電,不使用非原裝充電器。
(2)不要讓你的手機一直連接充電器充電。
(3)若發現電池鼓包或其他故障,要及時更換。
(4)防止在極端環境下使用或儲存手機。確保你的手機或電池在合適溫度環境條件下充電和使用,不要將手機在陽光直射環境,炎熱的汽車內等環境儲存。
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