锂离子电池-没有爆炸

2018-12-06      1288 次浏览

电池是我们的生命线。锂离子电池于1991年首次由索尼商业化,几乎可以满足每一个21世纪的便利:手机,笔记本电脑,无线耳机,无绳电动工具-甚至电动汽车。


但就像我们现代时代的其他便利-汽车和特种旅行-在锂电池出现问题的极少数情况下,它们可能会出现灾难性的错误。


请问马来西亚科技孵化器首席执行官纳兹林·哈桑(NazrinHassan)的家人,他在他的一部手机爆炸后死亡。考虑一下TallmadgeD'Elia,当他爆炸的vape笔将碎片送入他的头骨时,他已经过期了。或者想想那些看着他们的房子被烧毁的悬浮滑板车主。


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一名纽约男子在他的Swagwayhoverboard在充电时爆炸后提起诉讼。


Chappaqua消防局


你被闪电击中的可能性要大得多(1分1,042,000),比以往任何时候都看到电池起火(千万分之一是专家倾向引用的数字)。但事实仍然是:与汽车的汽油发动机一样,锂离子电池需要易燃液体才能在受控的化学反应中产生动力。


如果这种反应失控,因为电池的结构完整性遭到破坏-或者如果存在广泛的制造缺陷,例如影响2016年三星GalaxyNote7的制造缺陷-所有赌注都将被取消。这就是为什么,即使我们使用更多的锂离子电池设备,我们还没有完全信任它们。


但如果可以消除这一疑问呢?如果能够使锂离子电池的安全性能如此可靠以至于即使发生灾难性的结构性故障-包括被子弹刺穿-也不会导致它们爆炸,该怎么办?


这正是一家名为Amionx的公司对SafeCore的承诺。这家小型加利福尼亚公司声称它创造了一种锂离子电池,即使被压碎,射击或以其他方式破坏也不会着火。


CNET今年早些时候飞往Amionx的卡尔斯巴德工厂,在那里我们提交了SafeCore电池-以及一些普通的锂离子竞争对手-进行全面的酷刑测试。


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开枪,刺伤并击碎了一个新电池-它开始燃烧


掠夺者警报:当我们刺伤,射击并砸碎“X牌”电池时,它们会爆发出美丽,灿烂,可怕的火焰。但在相同的条件下,SafeCore电池没有着火。


根据Amionx的说法,该公司的突破不仅仅是一种不易燃烧的电池。该公司的科学家发现了一种他们声称可以轻松应用于现有电池生产线的配方-无需新机器-为世界上任何锂离子电池带来这一突破。


他们声称这项发明可以把那些他们以前从未安全到过的地方拿走。


怎么样?Amionx有一个秘密酱。从字面上看。


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Amionx与其母公司AmericanLithiumEnergy共用一座建筑。


本发明


刚刚经过加利福尼亚乐高乐园(LegolandCalifornia)的棕榈树载满卡尔斯巴德(Carlsbad)商业园可能不是您想要找到电池安全的下一个飞跃的地方。但走过一扇特别的门,穿过正常的商业服饰-空置的接待员桌子,小隔间和会议室-然后你走进一个带有自己的锂离子电池组装线的微型工厂车间。


该公司表示,这些机器每年可生产一百万个锂离子电池,而且它们不仅仅用于展示:美国锂电能源公司(Amionx的母公司)与美国军方合作为美国军方供应电池。用于重型卡车和轻型装甲车辆,如MRAP等项目。(公开记录显示该公司迄今已从军队获得了277万美元的研发补助金。)


今天,嗡嗡声的机器被用来展示Amionx的秘密酱可以做什么。每次只用一勺,技术人员将黑色的咕噜咕噜咕噜地刮到一块薄薄的金属片上,从卷轴到巨型卷轴绕过机器。这种特殊的设备是一种电极层压机,它将电池中最重要的正极和负极端子涂在一系列化学品中,然后将它们切成小块并堆叠(或缠绕)成一个完整的电池。


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我们所看到的似乎是典型的普通电池制造工艺,goop等等-但Amionx的化合物是一种特殊的配方,用了四年时间才创造出来。


当电池发热,威胁着火时,Amionx的特殊材料就像电熔丝,在电池的两个关键部件之间形成物理间隙。这个差距意味着电力被迫通过电池更加艰难的路径,这大大减缓了电池没有变得足够热以引火或爆炸的反应。


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这并不像没有其他方法来保护电池。Amionx的创始人兼首席技术官江帆博士承认,今天的锂离子电池有各种其他可以防止火灾的机制,包括电流断路器,停机分离器和PTC(正温度系数)设备,但他说所有这些都可能失效--电池可以加热到如此之快,以至于某些安全机制可能会在它们采取行动之前完全融化。


“这就是为什么有时即使他们有关闭分离器20年,他们仍然会有这些热事件,”范说-并补充说他的SafeCore马上开始。


考试


为了测试Amionx的安全承诺,我们在工厂车间后面打开另一扇门,然后走到建筑物停车场的围栏区域-工业强度的电池破碎和穿刺试验室正在等待让烟雾排出这些细胞。一台机器设计用于将巨大的重物放在平放在电池顶部的金属条上,瞬间彻底压碎大部分电池,而另一台则用巨大的钉子慢慢刺破它。


竞争对手:以下是您穿刺非SafeCore锂离子电池时会发生的情况。


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虽然我们的摄制组花了一些时间设置一个超慢动作镜头,但我悄悄地蹲在一堆准备好测试的电池旁边,然后掏出我的万用表来验证电流。但果然,仪表读数为4.2伏-我们正在研究充满电的锂离子。


然后,我们玩美国宇航局任务控制,倒数到我们的技术人员按下大按钮的那一刻,这些电池将有机会点燃。


首先,我们尝试使用标准的锂离子电池组-内部没有SafeCore材料。当钉子进入时,电池的反应速度令人震惊。它像一个气球一样膨胀,冒出一阵烟雾,射出飞红的火花,最后爆炸成一个巨大的火焰柱,到达测试室的天花板-所有这些都在6秒内完成。


使用破碎机,相同的反应仅需3秒钟。(范博士说,这是因为更广泛的挤压区意味着我们会更彻底地缩短电池电量。)


但是,当我们将SafeCore处理过的电池放置在相同的折磨设备中时,没有凸起,没有烟雾,没有火焰。被刺破的破碎电池在接下来的10分钟内是温暖的,甚至可能很烫手,但是他们感觉不比我的Scoutmaster曾经在童子军野营旅行中分发的暖手器更危险。


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几个小时后,我们在位于Amionx总部东北30英里的PalaIndianReservation的PalaShootingRange测试公司最极端的声明。一个短暂的尖锐裂缝,一位专业的步枪兵精确地在每个电池上放置一个.223圆形-就在我们的摄制组对齐他们的射击并且争抢到安全之后。


对于普通的锂离子电池来说,拍摄不足为奇。细胞膨胀,通过塑料外壳融化,落到地面并爆炸成火焰。


SafeCore电池?子弹撕裂它一个新的,但它不会让步一寸。


一个警告:虽然SafeCore电池可能能够拿一颗子弹,但Amionx的比尔戴维森说他们只能安全地拿一颗子弹。戴维森警告说,请记住,这些电池内部仍然存在易燃液体,现在它正从漏洞中漏出......第二次射击可能会引发火花并引发火灾。

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