鋰電池=微型炸彈？

　　鋰電池具備了構(gòu)成爆炸的物質(zhì)條件嗎

　　對(duì)照形成爆炸所需的各種要素，來(lái)分析一下鋰電池內(nèi)部的成分與反應(yīng)過(guò)程。鋰電池內(nèi)部到底包含哪些化學(xué)物質(zhì)呢?它們足以形成爆炸嗎?

　　中國(guó)泰爾實(shí)驗(yàn)室安全試驗(yàn)部的專(zhuān)家劉偉介紹說(shuō)，“通常人們所說(shuō)的手機(jī)鋰離子電池也叫電池組或電池包，它主要由電芯和保護(hù)電路組成，其中電芯由正負(fù)電極、電解質(zhì)、隔膜、外殼組成。”

　　目前廣泛使用的正極材料是鈷酸鋰，鈷酸鋰在一定條件下會(huì)發(fā)生分解，分離出鋰離子，負(fù)極材料是 石墨，分子結(jié)構(gòu)中有許多小空間，也就是鋰離子的儲(chǔ)藏格。電解液一般為混合的有機(jī)溶劑，其中常用的電解質(zhì)是一種叫六氟磷酸鋰的鹽。至于隔離膜的功能,主要是 隔開(kāi)正負(fù)極，防止兩極接觸引發(fā)短路，目前隔離膜的材料一般選用聚烯烴類(lèi)的多孔高分子薄膜，薄膜上的微孔是為了讓鋰離子能夠自由通過(guò)。當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)， 電池正極上的鋰離子經(jīng)過(guò)電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極，嵌入到碳層的微孔中，負(fù)極嵌入的鋰離子越多，電池的充電容量越高。同樣道理，當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)，嵌在負(fù)極碳層 中的鋰離子脫出，又運(yùn)動(dòng)回到正極。這樣就完成了一個(gè)鋰離子電池的充放電過(guò)程。

　　從電池的內(nèi)部元素來(lái)說(shuō)，已經(jīng)包含了碳、氧及容易燃燒的電解質(zhì)等，這些物質(zhì)被密封在一個(gè)小的空間里，如果具備了一定的條件，完全可能因化學(xué)反應(yīng)而放出巨大的熱量與氣體，就有可能會(huì)爆炸。

　　但并不是說(shuō)，具備了這些要素，就一定會(huì)發(fā)生爆炸。哈爾濱工業(yè)大學(xué)應(yīng)用化學(xué)系教授、鋰電池研究專(zhuān)家史鵬飛告訴記者，“只有在一定的環(huán)境條件下，鋰離子、電解液、隔離膜之間會(huì)發(fā)生相互作用，出現(xiàn)復(fù)雜的變化情況，直至導(dǎo)致爆炸。”

　　高溫為何可能帶來(lái)鋰電池爆炸

　　那么可以進(jìn)一步追問(wèn)，到底需要什么樣的環(huán)境條件，電池內(nèi)部才出現(xiàn)異常情況呢?記者專(zhuān)門(mén)請(qǐng)教了中國(guó)科技大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的孫金華教授。孫教授介紹說(shuō)，“如果充電方法不當(dāng)，鋰電池短時(shí)間內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，就會(huì)爆炸。”

　　針對(duì)孫金華的解釋?zhuān)瑒ミM(jìn)一步補(bǔ)充介紹說(shuō)，“處于充電狀態(tài)的鋰電池正極材料，比如鈷酸鋰或是 錳酸鋰，狀態(tài)不穩(wěn)定，會(huì)發(fā)生分解，高溫下會(huì)釋放出氧氣。放出的氧氣與電解液中的有機(jī)溶劑發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生許多熱量。另外，在一定的電壓作用下，溶劑及電解液 本身也可能會(huì)發(fā)生反應(yīng)，放出大量的熱，導(dǎo)致安全性問(wèn)題。”

　　這些熱量是怎么產(chǎn)生的?電池內(nèi)部到底發(fā)生了怎樣的變化?我們用肉眼是看不見(jiàn)的。但研究者利用 一定的技術(shù)手段，卻可以清晰地“看到”電池內(nèi)部的變化過(guò)程。中國(guó)科技大學(xué)的王青松博士利用先進(jìn)的微量量熱儀對(duì)鋰電池的熱反應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，研究發(fā)現(xiàn)，鋰電池的正極活性物質(zhì)、負(fù)極活性物質(zhì)、電解液等在正常使用和濫用情況下都會(huì)發(fā)生放熱反應(yīng)。

　　孫金華說(shuō)，“在放出熱量的同時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體使體系內(nèi)部壓力不斷增大，引起電池的熱膨脹，在安全措施失效的情況下，就潛含爆炸的危險(xiǎn)。”

　　另外，手機(jī)長(zhǎng)時(shí)間通話(huà)也會(huì)造成電池發(fā)熱，同時(shí)也造成內(nèi)部電路及聽(tīng)筒發(fā)熱，如果恰好使用的是偽劣電池，則極易引發(fā)爆炸。有人會(huì)在手機(jī)充電時(shí)打電話(huà)，充電時(shí)手機(jī)電池本來(lái)就會(huì)產(chǎn)生熱量，如果我們?cè)倮^續(xù)用它打電話(huà)，那么熱量就會(huì)快速提升，很容易引發(fā)危險(xiǎn)。