为什么手机会爆炸?(以及如何预防)

每隔几年,爆炸性的手机就会找到一种方法来主导新闻周期。虽然这些事故非常罕见,但还是有点让人难以理解。为什么手机会爆炸?我怎么知道我的手机不会爆炸呢?

热失控导致手机爆炸

每当锂离子电池爆炸或着火时,它都在经历一个称为热失控的过程。这个过程可能有点难理解,所以我们将保持简短、甜蜜,并且没有密集的科学术语。

锂离子电池含有一吨重的锂离子电池。这些细胞中的每一个都有一个临界温度--可以把它想象成沸点。当电池达到临界温度时(由于外部过热、过度充电、损坏或制造不良),它会进入放热击穿。基本上,电池本身就开始释放大量的热量。

这启动了热失控的过程,本质上是一个正反馈循环(就像你把麦克风放在扬声器旁边一样),一旦一个细胞进入放热击穿并释放热量,它的邻近细胞注定会达到自己的临界温度。根据这一过程的速度,电池可能会悄悄地发出嘶嘶声,着火,或造成轻微爆炸。

现在我们了解了热失控的过程,就更容易确定手机(以及其他锂离子设备)爆炸的方式、时间和原因。

然而,如果你的手机或其他设备的电池没电了,你现在就得想办法解决这个问题。

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不要把手机落在车里

如果你住在下雪的地区,你可能知道汽车电池在稍微暖和的时候工作得最好-比如说,80华氏度。你可能也意识到,过多的热量会损坏电池,以及汽车中的其他部件。嗯,手机电池也是如此。

当锂离子电池在高温下(坐在室外或车内)放电时,它的电池可能会变得有点不稳定。它们可能不会进入放热分解,但它们可以永久缩短、恶化,或者(奇怪的是)产生像氧气和二氧化碳这样的气体。这些气体会导致电池像气球一样充气,从而产生压力(可能导致爆炸的能量)或损害电池的结构。

当然,如果锂离子在较高的外部温度下充电,这个过程会加速。这就是为什么大多数手机会停止充电过程或在过热时关机。

也就是说,你的手机在热车里待了一天可能不会爆炸。虽然永久性短路和压力积累可能导致热失控,但这些缓慢的机械退化形式通常会导致电池在有机会爆炸之前破裂。此外,手机和锂离子电池都有内置的安全功能,可以防止缓慢形成的机械问题失控。请记住,这些安全功能通常会导致手机死亡。

使用可靠或经过认证的充电设备

一般说来,任何充电器都可以在任何设备上使用。旧的或便宜的微型USB线可以用在较新的手机上,全新的超级快速充电器可以用在旧设备上。但你可能应该坚持使用好公司提供的可靠充电器,或者你的手机制造商认证的充电器。

廉价或未经认证的充电器(尤其是劣质无线充电器)会产生过热,损坏手机电池。通常情况下,这种损坏会持续很长一段时间,它会导致手机电池出现“气泡”或短路。同样,这种缓慢形成的机械损伤几乎总是会在手机起火之前损坏你的手机。

但别担心,便宜的充电器不会给你的手机“过度充电”(尽管那无疑会导致爆炸)。手机有内置的电压限制器,可以防止过度充电或电池无法处理的“过快”充电。

为你的手机找到合适的充电器出奇地容易。你可以直接从手机制造商那里购买充电器,在购买之前查看亚马逊的充电器评论,或者在谷歌上搜索你的手机名称,并附上“最佳充电器”的字样。如果你有苹果设备,你也应该注意MFi认证的充电器,如果你要买无线充电器,寻找QI认证的设备。

不要弯曲或刺伤你的手机

当锂离子电池受到物理损坏时,它可能会短路、积聚气体或当场起火。除非你是为了好玩而拆开你的手机,否则这不是你需要担心的问题。当手机掉落时,像显示屏这样的重要部件通常会在电池受到任何损坏之前破裂。

这一切为什么要发生?嗯,锂离子电池含有一层薄薄的锂和一层薄薄的氧气。电解质溶液将这些薄片分开。当溶液破裂或被刺穿时,锂和氧层发生反应,从而引发放热击穿和热失控。

在某些情况下,更换手机电池时可能会发生这种情况。刺穿或弯曲锂离子可能会造成机械故障,如果电池在安装过程中没有正确处理,它可能会着火(立即着火或随着时间的推移)。最近,一名女子的iPhone在一家非官方维修店更换电池后起火,一些苹果商店在更换iPhone6电池时处理了起火问题。

另外,顺便说一句,不要为了好玩而刺伤电池。你也许可以避免火灾或轻微爆炸,但你无法避免燃烧的锂离子电池释放出的有毒气体。

大多数手机爆炸都是由于制造质量差造成的

虽然过充和过热听起来像是危险的、电池爆裂的噩梦,但它们很少会引起火灾或爆炸。缓慢形成的机械故障往往会在电池有机会进入热失控之前破裂,内置的安全功能可以防止这些故障失控。

相反,手机的命运通常是在制造过程中决定的。如果一部手机注定要爆炸,那么你对此无能为力。

锂离子电池含有锂,这是一种极不稳定的金属。这种不稳定性对保持和传输电力很有好处,但如果与其他金属混合不当,可能会造成灾难性的后果。可悲的是,锂离子电池也必须含有镍、钴和石墨。在制造过程中,这些金属会在制造设备上形成沉积物,然后会污染锂离子电池的内部,导致化学不稳定、短路和爆炸。

组装不良也可能是一个问题。就像摩天大楼或汽车一样,锂离子电池是由各种零碎的零件焊接在一起的,焊接不良会产生很大的电阻。这种电阻(摩擦)会产生热量,这可能会在很短的时间内导致短路和机械问题。

别紧张,你的手机可能不会爆炸

在整个Galaxy Note 7争议期间,有90到100部Note 7爆炸、起火或过热。这还不到三星250万部Note 7s出货量的1%。当然,三星的全球召回可能阻止了这些数字的进一步上升,但很明显,手机爆炸事件极其罕见。

这就是说,你仍然应该注意手机爆炸。避免购买全新的手机,在购买新手机之前在谷歌上快速搜索一下。虽然缓慢形成的机械问题很少会导致手机爆炸,但这不是一个值得冒的风险。不要把手机放在滚烫的车里,尽量使用可靠的或经过认证的充电设备,并且请不要刺伤或弯曲手机。

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资料来源:自然通信/PMC、电池大学、电池动力、密歇根工程

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