到底是什么制約了智能手機,什么又是智能手機木桶效應的那個短板呢?今天我們就來探討下關于智能手機一個老生常談的問題——電池技術。
小小電池絆倒科技巨頭
從三星Note7接連不斷爆炸,到近期蘋果iPhone6S大規模出現自動關機,全球最大的兩家智能手機企業先后在電池問題上折戟。
盡管到目前為止,三星還沒有明確公布Note7爆炸的具體原因,不過真相距離外界猜測也相差不遠。三星為Note7塞入了手寫筆、無框顯示屏、虹膜識別等眾多新技術,并搶在蘋果新款iPhone之前上市,反而忽略了電池安全性能。
為了滿足用戶對更長續航的需要,三星將Note7的電池容量從Note5的3000mAh增加到3500mAh,電池體積變得更小,還加入了快速充電功能,這對電池的制造工藝和技術提出了考驗。
三星在發布的聲明中表示:“我們在調查中了解到,電池電芯存在孤立的問題。當電池的正負極發生接觸時,電池電芯將會過熱。這是由于非常罕見的制造工藝問題。”
相比之下,蘋果在智能手機電池升級上相對保守。iPhone6S的電池容量僅為1715mAh,iPhone6SPlus也不過才2750毫安,不過這也并不妨礙iPhone在電池上出現問題。
事實上,鋰電池遇到的頭痛問題并不是智能手機行業獨有的??梢哉f,鋰電池的安全性與可靠性,已經成為眾多科技巨頭的達摩克利斯之劍。目前,全球沒有一家科技公司能夠100%地保證鋰電池的安全,新產品上市后因電池缺陷實行召回的實不在少數。
早在2006年,戴爾公司因為電池問題召回了400萬臺筆記本電腦;2015年末,科技巨頭特斯拉所制造的電動汽車因鋰電池自燃而引發整車的燃燒。今年4月,日本東芝公司因其筆記本電腦的鋰電池存在缺陷易過熱熔化而召回了10萬臺產品。
人工智能技術有望提高手機電池安全性
鋰離子電池被廣泛用于手機等電子產品,但在溫度過高時,電池中的電解液存在易燃易爆的風險。美國研究人員利用人工智能技術篩選出21種固體物質,這些物質有望替代鋰離子電池中的易燃電解液,提高手機等電子產品的安全性。
液體電解質價格低廉,具有良好的離子傳導性,在電池正負兩極間傳輸鋰離子。相比之下,固體電解質穩定性更高,不易燃燒爆炸,其較為堅硬的質地還能使電池的結構更為牢固。不過,人們迄今尚未找到一種廉價的固體物質,能夠在室溫下擁有堪比電解液的性能。
美國斯坦福大學研究人員在英國《能源與環境科學》雜志上報告說,他們利用人工智能和機器學習技術,結合以往數據,建立起預測性模型,從12831種含有鋰元素的固體物質中篩選出21種最具潛力的固體電解質。
研究人員介紹,已知含鋰復合物數以萬計,大多數未經測試,其中有些可能是良好的導體。他們收集了過去幾十年所有已知有關這些含鋰復合物的科學數據,并開發出計算機模型,讓計算機從有限的數據中學習如何辨別可取和不可取化合物。
計算機模型根據多個標準來預測哪些含鋰固體物質有潛力成為電解質,其中包括結構和化學穩定性、充裕程度、成本、通過電池回路傳導鋰離子的能力等。
研究報告主要作者奧斯汀·森德克介紹說,計算機模型從龐大的含鋰物質數據庫中篩選出21種最有潛力的固體電解質,只需幾分鐘就完成篩查,速度是現有篩查方法的100萬倍。研究項目的大部分時間是用于收集和整理數據,建立決定模型預測可信度的指標。
正確使用避免手機爆炸
科學家在解決電池問題上做了如此多的努力,但消費者還是要學會如何避免電池爆炸現象的出現。以下是電池膨脹爆炸的原因主要為以下幾個方面:
1、電池保護電路不良或無保護電路:這種情況往往發生在可拆卸電池的手機中,很多用戶喜歡購買相對廉價的非原廠電池,而這些電池為了最大程度的壓榨利潤,通常會偷工減料,電池本身的保護電路容易出現問題,出現電芯膨脹的情況。對于鋰離子電池而言,電芯膨脹到一定程度就會發生爆炸。
2、充電器性能不良:因為充電器導致電池出現問題的情況應該是最普遍的,很多情況下,用戶可能都不會很在意手機充電器的選擇,經常隨手拿一款充電器進行充電。這些充電器可能是街邊所售的廉價充電器,沒有完善的保護電路系統,也可能是家用平板產品的充電器,其充電電流很可能會比較大,偶爾充電問題不大,但如果長時間使用,就很可能出現電池膨脹的情況。
尤其是一些用戶喜歡邊充邊玩,使手機長時間處于一個較高的溫度環境下,高溫下連續浮充會導致電解液發生副反應,長時間這么做,會嚴重影響電池壽命,膨脹的問題也就很容易出現了。
3、手機長時間不使用:如果手機長時間不使用,電池也會出現膨脹的問題,這是因為長期儲存電池,電壓會降到2V以下,內部會產生化學反應,導致鋰電池氣鼓,這也是很多朋友在拆解舊手機時普遍會發現手機電池鼓包的原因。所以如果要長期存放電池,最靠譜的辦法是定期將其充電到半充狀態。
如何防范問題出現
通常,我們使用的鋰電池有鋰離子聚合物和鋰離子電池兩種,前者沒有電解液,出問題是先膨脹,脹破外殼才會起火,不會突然爆炸,有一定預警性,相對安全一點。我們在可以選擇的情況下,盡量購買這種電池。
對于用戶來說,日常充電最好使用手機直接充電(即使電池可拆卸),并且采用原裝充電器進行充電。盡量避免用第三方充電器,或者萬能充(對可拆卸電池來說)。
遇到手機突然嚴重發熱且熱源為電池的情況,立即將手機遠離身體,避免身體傷害。
鋰電池目前還沒有辦法能保證100%安全,所有使用鋰電池的設備都可能起火燃燒爆炸,我們能做的是盡可能減小這種概率。
目前鋰離子電池被廣泛用于手機等電子產品,但在溫度過高時,電池中的電解液存在易燃易爆的風險。
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(本文由中國傳動網整理發布,部分資料來源于中國儀器網、OFweek機器人網、圖片來源于網絡)