如果是智能手机、笔记本、充电宝以及类似的设备,许多时候出现的问题源于充电器,或者电池。现代可充电电池在狭小的空间内存储了大量电能。大多时候,电池按预想的模式运行,以受控的方式缓慢输出电力,如果某个原因导致电力迅速释放,就会存在爆炸或者起火的风险。
我曾经看到电池起过几次火,有些是故意的,有些是意料之外的,我们居然在口袋、背包里携带如此多的“电能”,我真是蛮佩服的。
不要误会,存在缺陷的锂离子电池是相当危险的,它可能会爆炸。所谓爆炸,不是发出轻微的响声,就像晚会烟花一样,让成年人跳起来,让小孩兴奋、尖叫。电池爆炸会发出比较大的、沉重的声音,包裹设备的外壳会破碎,形成玻璃冲击波。
砰的一声,玻璃碎片溅射,除了这些我们还有其它的担忧,有时熔化的金属锂会溅到身上,还会释放出刺鼻的有毒气体。
如果你处在室外,通风状况良好,远离可燃物,不太可能发生激烈的化学反应。遗憾的是爆炸往往是预料不到的。爆炸时我们可能将设备放在口袋内,或者放在汽车上充电,我们正开着汽车在高速公路上行驶,或者半夜睡觉时将手机放在头边上。
谢天谢天,爆炸与起火并不是经常发生的事。
为什么设备爆炸起火?原因可以归结为3类:
——制造缺陷:某个批次的电池太差(正如Note7一样),组装生产线出现问题,导致组件受损,或者使用了错误的组件,这些原因都有可能导致设备出问题。虽然媒体喜欢将设备起火、召回归咎于制造,事实上制造很少会造成这样的问题,因为知名制造商有一套严格的安全检查措施。
——设计缺陷或者假冒产品:一般来说,只有便宜、做工糟糕的设备才会存在这样的问题。一些制造商技术不到家却冒然制造产品,还有一些公司投机取巧。看看eBay与亚马逊,这样的产品到处都是,哪些产品做工好,哪些不好,普通人很难分辨,许多时候设备贴上了假标志,所以分不清。大多便宜产品和假冒产品做工糟糕,没有什么安全技术,知名制造商会有安全功能。
——使用时产品受损:为什么产品变得不安全?终端用户使用不当是主要的原因。将设备到处扔、受潮了、用错误的充电器充电、放在太阳下曝晒,这些行为都应该避免。
好的设备会有安全功能,可以防止设备过热,防止过度充电,避免放电过多,防止短路,不能用错误的充电器充电,有了这些技术,受损设备不会变成危险设备,但并非100%安全。
如果才能保护自己与家人呢?
花几千美元购买测试设备,我可不指望你这样干。尽管如此,你仍然可以发现大多的威胁。事实上,通过目测我可以识别90%的不安全设备。
有一些原因会导致设备起火、爆炸,我们可以将这些因素排除,下面介绍几个方法:
1、从知名零售商手中购买知名品牌的产品。为了购买质量好的充电器或者线缆,你可能会多花一点钱,但是这笔钱花得值,因为它能保护你的生命,让你的家人更安全。最好不要从eBay、亚马逊购买,如果怀疑自己买到了便宜、质量差的设备,不要使用。
2、如果设备受损或者出现任何过热、膨胀、变形的迹象,不要使用。这点对于充电器、电线同样适用。有些设备不安全,我无法发现,主要是因为受损的地方难以察觉。我建议大家每年将设备检查一次,及时更换受损产品。
3、不要让设备太热,充电时尤其不能太热。不要将智能手机放在口袋、运动包内充电,不要放在汽车仪表板上一边充电一边让太阳晒。
4、没人注意时不要给设备充电。大多人都不会这样做,我建议大家至少不要让充电的设备靠近可燃物。小小的锂电池可以迅速点燃木桌子,或者卧室家具,酿成灾难。
5、如果设备被厂商召回,请按厂商的指示行事。
6、如果存在任何怀疑,向专业人士求助。
锂电池可以快速起火,危险系数很高,千万不要低估。看看下面这段视频,就会知道锂电池很可怕,它装在遥控飞机上,本来好好的,一转眼就起火了。
如果你真的很不走运,电子设备起火了,可以这样做:
——不要往火上浇水:浇水只会让事情变得更糟糕,请用ClassD干粉灭火器或者灭火毯灭火。
——不要吸进烟雾。
——不要犯傻,不要充英雄,及时呼叫消防部门。
再次重申,总体来讲电子设备是极为安全的,如果你担心得睡不着觉,那就根本没有必要了。从可靠的地方购买知名品牌的产品,不要乱用或者伤害设备,一般是不会有什么问题的。
关于散热能力
层叠式电池的厚度薄、表面大,均热、散热能力都不错,因此日产LEAF很大胆地采用了被动式热管理系统(其实就是不管理!),由空气的自然对流将热量带走。
从左到右,LEAF从单体,到四节单体电池两并两串组成的电池模块,再到由48个电池模块串联组成的电池组如下图所示:
可以看到,电池组上没有任何的风扇、冷却液管道等热管理系统。大概这就是无招胜有招。
反过来看Tesla,18650电池的个头比较小,在正常充放电时单体电池内部的温差也不会太大。但是,6000多个单体电池的温差也应当保持在不超过5°C的范围内,这是一件非常困难的事情。但是,Tesla做到了。怎么做到的?Tesla的电池管理系统(BMS)相比其他电动汽车有哪些优势?
如上图,这些管道是冷却液的流道,流道均匀分布在电池模组中间,能让每只电芯能很好地跟水管接触,这样每只电芯在冷却时带走的热量也几乎一样,温差也就可以有效地控制在很小的范围内。
总结来说,由于采用了小容量的18650电池,Tesla的热管理系统的复杂度是大大增加了的。也就是说,如果从散热能力方面考虑,使用小容量的18650电池不是最优选择。