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是什么原因导致iPhone电池出现膨胀?如何预防?

2021-12-10 17:04:53

自新iPhone上市以来,已经接连发生了数起因电池发生鼓包的事件,导致机身内部挤压而造成屏幕和机身开裂的事故。鉴于去年三星Note7爆炸的事件之后,电池的安全问题尤其让消费者重视,而作为手机行业的标杆,今年的iPhone电池鼓胀事件还在持续发酵当中,若后续iPhone手机再持续大规模发生此类事故,将会对Apple造成灾难性后果。那么手机在什么情况下,会发生电池鼓包?电池鼓包无非是由于电池芯内部发生化学、电化学反应出现气体而导致外壳撑起,从引发因素考虑可分为外因和内因,外因重要包括电池过充、过放电、短路、挤压碰撞、储存环境等;而内因则重要包括电芯或电池设计、制造工艺、原料选取等。

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1、不正确的充放电导致电池过充或过放。电池充电达到饱和状态后,若继续对电池充电则为过充电。电池放电过程中,当放电电压达到电池放电终止电压时仍继续放电则称为过放电。过充或过放都将破坏电芯内部结构,导致极片严重极化,使SEI膜、电解液等发生分解反应并出现气体。当锂离子电池发生过充时,过量的锂离子会从正极活性物质释出,其正极晶体结构被破坏,极易出现氧气,并且锂金属会沉积于碳负极材料表面,形成锂金属枝晶,这种枝晶很容易刺穿电芯隔膜,导致内部微短路,出现大量热能而催发更多内部化学反应,导致电池鼓胀,甚至起火爆炸。


2、不恰当的存储或使用环境。锂离子电池依靠内部化合物的电化学反应而将化学能转化成电能,而化学反应会受温度影响,副反应程度及反应产物均与温度有关。当电池在高温环境下存储或使用时,电池内部的SEI膜,电解液因为高温而分解,分解物还会与正极、负极发生化学反应出现气体。特别当电池在超出推荐温度范围充电时,电池整机活性材料将释出大量的锂离子,锂离子释出量新增时,将破坏晶体结构的稳定性,电池的安全性因而降低。


3、电池发生机械滥用情形。撞击或挤压是典型的机械触发热失控的一种方式,可能会引发电池结构和保护板功能受损。导致电池出现内部或外部短路,电池机械受损一般发生在很短的时间内,电池结构受到机械破坏而导致电芯短路,进而引起热失控。假如电池保护板功能受损,电池在没有保护的情形下更易引起过充过放。


4、电池厂存在生产工艺瑕疵。如制造工序中电芯内部混入粉尘颗粒、毛刺过大、卷绕不齐、涂布不均等工艺问题,将造成锂离子电池本身质量缺陷,为锂离子电池埋下安全隐患。这种质量问题都有可能引起内部微短路,而电池内部微短路过程可能是缓慢发生的,我们将无法评估电池什么时候会出现热失控。


5、电池芯设计缺陷,包括负极克容量发挥不足,为缩减电池体积而采用更薄的隔膜,隔膜余量设计不足未能完全隔离正负极片,极耳未设计绝缘胶带等。电芯设计缺陷不一定会在前期检测出来的,而电池在被组装到手机时,经过多次使用后,由于手机结构挤压等各种外部因素诱导下,电池内部结构稳定性降低引起各种副反应,内部微短路等,会造成电池鼓包,甚至起火爆炸。目前合格的手机电池都设计有过充、过放、短路等基本保护功能,而此类保护功能失效情况一般是很难发生的,因此,手机在正常合理的情形下使用是很难发生电池鼓包,起火或爆炸的。但是很多制造商都在追求曲面屏、更多功能、更高性能和更轻薄的手机设计,同时一味提高电池容量,不断挤压电池空间,导致电池存在设计缺陷是目前非常重要的安全隐患,稍有不慎极易引起电池燃烧爆炸等安全事故。总之,电池鼓包是非常危险且不稳定的,如任由此情形发展下去,极易引起电池热失控,轻则导致电池破裂,电解液溢出,重则发生起火,爆炸。用户若遇到手机电池发生鼓包情况,应该立刻停止使用手机,并联系手机售后部门维修更换。


6、TIPS如何预防电池鼓包:

(1)尽量使用原装的充电器充电,不使用非原装充电器。

(2)不要让你的手机一直连接充电器充电。

(3)若发现电池鼓包或其他故障,要及时更换。

(4)防止在极端环境下使用或储存手机。确保你的手机或电池在合适温度环境条件下充电和使用,不要将手机在阳光直射环境,炎热的汽车内等环境储存。


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