要了解電池安全問(wèn)題，我們需要了解電池的工作原理。電池有兩個(gè)電極，其中一個(gè)電極上有正電離子，被稱(chēng)為陰極。陰極是存儲(chǔ)“燃料”的地方，里面充滿(mǎn)鋰元素。另一個(gè)電極上有負(fù)電離子，稱(chēng)為陽(yáng)極。

在充電的時(shí)候，鋰離子從陰極移動(dòng)到陽(yáng)極。而在使用電池的時(shí)候，鋰離子從陽(yáng)極移動(dòng)到陰極。在陰極和陽(yáng)極之間的化學(xué)物質(zhì)稱(chēng)為電解質(zhì)，它可以幫助電離子移動(dòng)，傳導(dǎo)電流，目前的電解質(zhì)主要是液態(tài)的(后文會(huì)提到固態(tài)電解質(zhì))。

雖然電離子需要從一個(gè)電極移動(dòng)到另一個(gè)電極，但兩個(gè)電極本身絕對(duì)不能接觸。所以電池制造商在陰極和樣機(jī)之間插入了隔板。

“現(xiàn)在的隔板做得真的很薄，這樣電池也就能更加纖薄。”電池設(shè)備制造商CADEX的創(chuàng)始人和首席執(zhí)行官布赫曼(IsidorBuchmann)說(shuō)。

而GalaxyNote7電池的問(wèn)題就是隔板存在缺陷，沒(méi)能正確隔開(kāi)兩個(gè)電極。“這是最糟糕的情況之一，因?yàn)殡姵睾苡锌赡芷鸹鹕踔帘ā！眮啅卣f(shuō)。

電解質(zhì)本身不太穩(wěn)定，電離子在其中的移動(dòng)也帶來(lái)了不穩(wěn)定性。當(dāng)有大量的熱量產(chǎn)生時(shí)——無(wú)論是通過(guò)兩個(gè)電極互相接觸還是僅僅因?yàn)橥獠窟^(guò)熱——電解質(zhì)可能會(huì)與其他化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氣體，釋放更多的熱量。隨著化學(xué)反應(yīng)的反復(fù)發(fā)生，氣體以越來(lái)越快的速度釋放越來(lái)越多的熱量。這個(gè)過(guò)程將產(chǎn)生“熱失控”，并可能導(dǎo)致起火燃燒。

這就是為什么很多手機(jī)在過(guò)熱時(shí)會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)的原因。不過(guò)電池爆炸也可能是其他原因引起的。電池過(guò)度充電或充電過(guò)快，都有可能導(dǎo)致電池起火或者爆炸。

電池過(guò)充往往是廠商的責(zé)任

過(guò)度充電就像在水桶里裝入太多的水。水桶里裝入太多水不要緊，因?yàn)樗畷?huì)溢出。但對(duì)于電池來(lái)說(shuō)，過(guò)度充電時(shí)，會(huì)有過(guò)多的鋰元素進(jìn)入陽(yáng)極。

普林斯頓大學(xué)的材料科學(xué)家丹斯特恩加特(DanSteingart)表示，電池就像是橡皮筋。當(dāng)你給電池充電時(shí)，就好像是在拉伸橡皮筋;當(dāng)你使用電池的時(shí)候，就好像是放開(kāi)橡皮筋。如果你過(guò)度拉伸橡皮筋，它就會(huì)斷掉，而給電池過(guò)度充電，它也同樣會(huì)壞掉。

但過(guò)度充電并不是用戶(hù)的錯(cuò)誤，因?yàn)榇蠖鄶?shù)電池都有自動(dòng)防過(guò)充的功能。但是如果制造商在生產(chǎn)過(guò)程中把關(guān)不嚴(yán)，電池電路存在故障，無(wú)法自動(dòng)防止過(guò)充，那問(wèn)題就大了。

此外，充電太快也是一個(gè)問(wèn)題。快速充電意味著在短時(shí)間內(nèi)向電池充入太多電能，這就是“快速充電技術(shù)”的危險(xiǎn)所在。如果充電器與電池不兼容，電池也可能短路。

我們可以將電池想象成兩個(gè)雞蛋板條箱。鋰離子需要在這兩個(gè)雞蛋板條箱之間穿梭，以便穩(wěn)妥地堆積在里面。如果你緩慢充電，鋰離子有足夠的時(shí)間在板條箱里找到自己的位置。但是，如果充電過(guò)快，或者充電過(guò)度，鋰離子就會(huì)在板條箱外面堆積起來(lái)。然后，每次充電時(shí)鋰離子都會(huì)自我堆積，形成被稱(chēng)為“樹(shù)突”的針狀結(jié)構(gòu)，它們可以導(dǎo)致短路電池。

電池事故的另一個(gè)常見(jiàn)原因是制造商試圖通過(guò)提高電壓使電池儲(chǔ)存更多電能。電壓就像瀑布的高度，而電流就像流水的水量，瀑布越高，下面的流水就越多。同理，電壓越高，電池里存儲(chǔ)的電能就越多。所以，制造商試圖通過(guò)在電池中加入像鎳元素(或其他元素)使電壓升高。但是，電壓越高，電解質(zhì)越容易產(chǎn)生化合作用，從而導(dǎo)致起火或爆炸。