王運(yùn)江
2009年1月5日央視《今日說(shuō)法》節(jié)目中,播出了在吉林省遼源市發(fā)生的多起萬(wàn)能充電器爆炸傷人案例。類(lèi)似這樣的爆炸事件,在全國(guó)各地也有發(fā)生。小小的萬(wàn)能充電器竟然變成了定時(shí)炸彈。那么用萬(wàn)能充電器充電時(shí)發(fā)生爆炸的原因是什么?這一切禍端都是由萬(wàn)能充電器引起的嗎?
手機(jī)電池的分類(lèi)
目前市場(chǎng)上手機(jī)主要使用的是鋰離子電池。鋰離子電池包括液體鋰離子電池和聚合物鋰離子電池兩種。目前液體鋰離子占據(jù)主要市場(chǎng)份額,下面所提的鋰電池就是指液體鋰離子電池。新一代的聚合物鋰離子電池在形狀上可做到厚度很小,同樣體積比鋰電池所存電量高50%。其充放電特性、安全性、工作溫度范圍、循環(huán)壽命與環(huán)保性能等方面都有大幅度的提高。不久的將來(lái),聚合物鋰離子電池將成為手機(jī)電池市場(chǎng)的不二選擇。
手機(jī)電池的保護(hù)措施
由于鋰元素的化學(xué)性能非?;钴S,鋰電池在使用中如果過(guò)充電或者過(guò)放電導(dǎo)致電池溫度過(guò)高、內(nèi)部壓力增大時(shí),會(huì)造成電池?fù)p壞,甚至?xí)l(fā)生爆炸。成品的鋰電池殼內(nèi)包括有電池芯和保護(hù)電路兩部分。保護(hù)電路的作用一般有以下幾點(diǎn)。
1、過(guò)充保護(hù):充電電壓達(dá)到電池上限電壓4.2V時(shí),保護(hù)電路會(huì)自動(dòng)斷電,切斷充電通道,防止充電電壓過(guò)高發(fā)生危險(xiǎn)。
2、過(guò)放保護(hù):電池使用中,電壓下降到下限截止電壓時(shí),保護(hù)電路也會(huì)關(guān)閉,停止放電。多數(shù)保護(hù)電路的過(guò)放保護(hù)電壓在2.4V~2.6V之間。手機(jī)內(nèi)部有電量管理電路,在電池還沒(méi)有達(dá)到下限截止電壓時(shí)會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)。
3、過(guò)電流保護(hù):當(dāng)電池放電時(shí),保護(hù)電路會(huì)有一個(gè)最大的限制電流(不同手機(jī)要求不一樣),當(dāng)放電超過(guò)這個(gè)電流時(shí),保護(hù)電路會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。
4、短路保護(hù):當(dāng)電池不小心短路時(shí),保護(hù)電路會(huì)在幾毫秒內(nèi)自動(dòng)關(guān)閉,防止大電流導(dǎo)致電池過(guò)熱損壞,甚至發(fā)生爆炸。
5、溫度保護(hù):此項(xiàng)保護(hù)功能由充電器(或手機(jī))與電池的保護(hù)電路共同完成。保護(hù)電路上有檢測(cè)電池溫度的元件,保護(hù)電路把反映電池溫度的電信號(hào)送到充電器(或手機(jī)),當(dāng)電池溫度過(guò)高時(shí),會(huì)自動(dòng)停止充電或放電,防止發(fā)生危險(xiǎn)。
鋰電池的充電過(guò)程
鋰電池芯的電極結(jié)構(gòu)對(duì)充放電的電壓要求非常嚴(yán)格,必須使用具備恒流恒壓兼顧的鋰電池充電器。在用正品充電器對(duì)鋰電池充電時(shí),首先以恒流充電,一直充到4.2V;然后轉(zhuǎn)到恒壓充電,即電壓4.2V不變。電流越來(lái)越小,直到充電結(jié)束。一般充電時(shí)間不超過(guò)8h。
許多手機(jī)具備“智能充電”功能,即在電池的保護(hù)電路中存儲(chǔ)有電池資料的存儲(chǔ)器或裝有表示電池型號(hào)的阻容器件,手機(jī)以此識(shí)別電池類(lèi)型、規(guī)格、容量。并提供適合的充電控制參數(shù)。當(dāng)資料不正確或電池不符要求時(shí)。手機(jī)將顯示“非認(rèn)可電池”而拒絕使用。
萬(wàn)能充電器充電過(guò)程
萬(wàn)能充電器大體分為三類(lèi)。
第一類(lèi)是設(shè)計(jì)比較完美的正規(guī)產(chǎn)品,采用的是鋰電池所要求的恒壓恒流充電方式,而且設(shè)計(jì)有指示電路和各種檢測(cè)保護(hù)電路,防止過(guò)壓、過(guò)流和過(guò)熱情況的出現(xiàn),不但延長(zhǎng)了電池的壽命,而且能防止危險(xiǎn)的發(fā)生。
第二類(lèi)是采用恒壓充電方式,把交流電壓轉(zhuǎn)換成電壓值較低的恒定直流電壓對(duì)電池充電,設(shè)計(jì)有保護(hù)電路和指示電路。此類(lèi)充電器充電方式不符合鋰電池的要求,充電時(shí)起始電流較大,會(huì)縮短電池使用壽命,不過(guò)基本能滿(mǎn)足安全要求。
第三類(lèi)是采用恒壓充電,但是保護(hù)電路功能不全,甚至沒(méi)有保護(hù)電路。有些劣質(zhì)產(chǎn)品為了片面追求低成本,采用劣質(zhì)元件,這種充電器不但大大縮短電池壽命,而且輸出電壓不穩(wěn)。比如可能出現(xiàn)輸出電壓升高,造成充電的起始電流嚴(yán)重超標(biāo)的情況,此時(shí)保護(hù)電路如果不能及時(shí)發(fā)揮作用,就會(huì)造成電池溫度快速升高,發(fā)生爆炸。
由以上所述可知,當(dāng)劣質(zhì)液體鋰離子電池的保護(hù)電路不能起到保護(hù)作用時(shí),這塊電池就成了一顆定時(shí)炸彈。質(zhì)量低劣、性能不穩(wěn)、保護(hù)功能不完善的萬(wàn)能充電器就是引燃炸彈的導(dǎo)火索。用這種劣質(zhì)萬(wàn)能充電器對(duì)劣質(zhì)液體鋰離子電池充電,就是用導(dǎo)火索引燃炸彈,導(dǎo)致發(fā)生爆炸。
由此看來(lái),我們要使用正規(guī)廠家的優(yōu)質(zhì)鋰離子電池,要使用符合電池充電要求的專(zhuān)用鋰離子電池充電器。正規(guī)廠家的產(chǎn)品按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)了多項(xiàng)性能測(cè)試,其安全系數(shù)是非常高的。
責(zé)任編輯程哲
中學(xué)生數(shù)理化·八年級(jí)物理人教版2009年6期