充电宝质量问题频发!其寿命有限竟成消耗品?背后原因惊人

尽管充电宝相关的问题暂告一段落,涉事企业已分别提出应对措施,然而,针对暴露出问题的供应链如何进行后续的处理与整改仍需观察,我们更应重视事件背后所折射出的一个更为广泛的问题:

充电宝的续航能力并非永恒——实际上,我们日常使用的所有锂电池产品,本质上都是需要更换的消耗品。

充电宝是有保质期的

本轮充电宝质量问题的主要根源,在于一家电芯代工厂在供应链环节中。该厂在某一生产批次中,擅自更换了电芯正负极间的隔膜材料,致使隔膜品质不达标。

这批存在问题的电芯所生产的充电宝在2024年初陆续投放市场,却因使用了不合格的隔膜,导致产品出现过热、膨胀甚至冒烟起火等严重问题,进而引发了近期围绕充电宝的召回和禁运等一系列社会关注事件。

正如原理图所示,锂离子电池的每一单元都离不开“隔膜”这一关键材料:它需在具有强腐蚀性的电解液中维持自身的物理和电化学特性不变,同时还要在轻薄与抗穿刺、抗拉伸性能之间取得平衡,以确保在保证锂离子高效流动(即充放电效率)的前提下,电池在日常使用中的稳定性不受磕碰影响。

然而,即便这家供应链上的代工厂恢复了规定中的合格隔膜材料来生产,我们手中的充电宝就能从此高枕无忧了吗?答案依然是否定的。这是因为,锂离子电池的工作机制本身就已经注定:无论其生产工艺多么先进,每块电池终究会到达其使用寿命的尽头。

为了深入了解电池的「寿命论」起源,我们需掌握电池运作的基本原理。以近期大量出现问题的便携式充电宝为例,若不考虑其外壳、接口、充电协议、电芯布局等外在特征,本质上它们均为同一类产品:可充电锂离子电池。

锂离子电池,作为一种可充电的二级电池,其充放电功能依赖于电解液中自由移动的带正电的锂离子。这些离子在外界电压作用下,会从正极迁移至负极,而在电压释放时,它们又会从负极移向正极,从而完成一次基础的“充电——放电”过程。在原理和工艺设计层面,这些化学反应均具备完全的可逆性。

然而在实际应用场景中,电池无法确保所有游离态锂离子在正负极间恰好完成嵌入与脱嵌过程,这主要归因于两个关键因素:一是极端的温度条件,二是过度的充放电行为。这两种情况均可能打乱预先设定的反应流程,使得部分锂离子与负极材料发生不可逆的化学反应,从而从电解液中析出,形成固体沉积在负极材料表面。

这种导致电池寿命受限的严重且不可逆转的化学反应,亦称作“析锂”,正是锂电池寿命有限的主要原因。

然而,为何析锂过程如此危险?其关键原因在于先前所述的正负极隔膜上:锂离子持续从电解液中析出,并在负极材料上积累,进而自发地形成锐利的树枝状金属锂,即所谓的锂枝晶。随着沉积锂量的不断增加,这些锂枝晶将逐渐长高,直至足够高,进而对隔膜施加压力并刺破它,引发正负极短路,随之而来的是——

本次充电宝发生的事故中,所使用的隔膜材料存在质量问题,这使得隔膜在较短的时间内,便更容易遭受锂枝晶的穿透,亦或是由于外力作用而造成损坏和短路。在短短一年多的产品使用周期内,这些隔膜便普遍出现了故障。

即便隔膜材料不存在任何问题,在使用充电宝的过程中,锂枝晶也终将有一天刺穿隔膜或电芯内部的材料。这种“析锂”现象宛如达摩克利斯之剑,不仅高悬于合格与不合格的充电宝之上,更悬于我们每个人手中的手机以及生活中随处可见的锂电池之上。

我们要怎样保护锂电池

析锂过程存在诸多不便,主要因为这是在非理想条件下发生化学反应的必然结果。若要避免这一现象,除非电池的正负极材料或其工作原理发生根本性的改变,否则将无法彻底消除。

何况,这并非锂电池在其使用寿命中唯一需要应对的难题,诸如因长时间暴露于高温而引发的失效、电池表面接触点的氧化,以及最基础的潮湿引起的腐蚀,这些都是我们不得不关注的要点。

毕竟在回南天的湿度下,你的化学能量,超乎你想象

换言之,每块锂离子电池自生产之初便内置了一个微型计时器,无论我们如何精心使用,都只能略微延长其归零的时间。

当然,事情并非如表面般令人沮丧,因为只要采取正确的方法,锂电池的“使用期限”完全可以延长至相当长的时期。相较于随身携带的充电宝,我们更应该关注的是家中那些使用已久的旧手机或旧平板电脑。

如果你也有一些类似的收藏爱好的话,就更得注意了

尽管在硬件层面,近十年生产的智能手机普遍配备了电池保护功能,然而,普通手机锂电池的平均使用寿命仅为300至500次充放电周期,按照日常使用频率来换算,这相当于大约两到三年的使用时间。

此后,尽管锂电池短期内物理形态变化并不显著,然而,其容量下降、电压波动以及充电难度增加等问题却几乎是难以避免的。

尽管这些旧设备我们通常不会进行高负荷使用,但若希望它们能持续伴随我们,保持偶尔开启屏幕重温往昔的能力,我们就得重视对它们的日常保养。

1. 已经出现物理异常的锂电池

罗马仕充电宝百度百科_罗马仕充电宝官方网站_

若家中老旧电子产品的电池已出现诸如膨胀、渗液、发出怪味、异常升温等物理形态的改变,切勿迟疑,应立即将其拆解。此举不仅是为了确保电子设备的安全,更是为了从根本上杜绝电池可能引发的火灾和爆炸等潜在危险。

电池膨胀现象在专业领域里还有一个特定的称呼,那就是“spicy pillow”,即火辣的枕头。

电池鼓包现象并非仅由简单的析锂短路引起,它实际上是因为正负极之间在长时间内发生了异常的化学反应,导致气体在电池内部积聚。这种情况下,电池不仅更容易受到外力的破坏,而且在鼓包破裂时,产生的气流和氧化反应放出的热量,不仅可能导致电池起火,更有可能借助气压形成火焰喷射器,其危险性远远超过了单纯的自燃。

尤为关键的是,一旦察觉电池出现膨胀鼓包的情况,切不可自行拆开电池外壳或是刺破鼓包进行排气。其理由正如前文所述,电池的正负极材料一旦与空气直接接触,很可能会迅速氧化并释放大量热量,若与急剧降低的气压相结合,便可能形成危险的燃烧装置。

若条件允许,建议您将鼓起的电池与电子设备一同带到手机维修店或电子废物处理的专业场所,并请有经验的技师协助拆卸电池。鉴于这种存在燃烧危险的操作,寻求专业人士的协助是明智之举。切记,切勿随意丢弃至垃圾桶,以免给他人带来不便。

此外,那些已经膨胀的电池不能通过盐水浸泡的方式放电,一旦电池外皮出现破损,内部的气体以及正负极与水接触,极易造成爆炸燃烧。

对于召回序列中所列的充电宝,务必遵循生产商的说明,首先检查其外观是否存在物理变形,然后必须严格依照指导手册中的步骤执行泡盐水销毁程序。

2. 已经老化但功能正常的电池

相较于那些鼓起的电池,这类虽未发生物理变化却性能显著下降的电池更为常见,而且对它们进行处理的步骤也相对简便。

若你只是偶尔使用这些老旧的电子器材,并且定期为它们充电并启动,那么对这些设备并不需要特别的呵护,只需牢记以下几项要点即可:

为了防止过度充放电,建议每两周至一个月将设备取出,重新充至大约80%的电量,例如,你可以通过手机的电池健康功能将其设定在峰值80%。一旦电池的放电速度超出控制范围,建议拆下电池,进行单独存放或更换新电池。

应尽量避免在极端温差和潮湿环境中存放物品。选用具备恒温与防潮功能的电子产品专用防潮柜或防潮箱是理想之选。若预算有限,选用密封性能优良的储物盒并加入干燥剂,同样可以达到良好的防潮效果。

请注意电池的形态变化,一旦电子设备出现膨胀等异常情况,最好是及时请专业维修人员对其进行拆卸或更换电池。

再者,一旦确定不再使用,或是功能本身存在缺陷,保留它的主要意义在于缅怀往昔,那么选用现成的画框便是个明智之选——它不仅能突出展示,还能让人在最后时刻体验到一份参与其中的感觉。

即便自己不愿亲自操作,在电商平台仍能找到众多代为拆包和挂框的服务,我们只需关注后续的防潮措施即可。

3. 正在使用中的电子设备

相较于旧式设备,我们目前所用的手机、手表、耳机等锂电池产品同样不容忽视。尽管锂电池技术近几年来取得了显著的发展,但这并不意味着我们可以对此放松警惕,随意生产。

需警惕的不仅是先前提及的严苛温差与潮湿气候,还需格外小心液体溅射。尽管当前多数手机已具备IP67或IP68的防水等级,但这并不意味着它们无所不能。手机的防水效果会受到使用环境、气温、密封胶老化等多重因素的影响,因此,新购手机的首年与持续使用的次年,其防水性能必然不可相提并论。

手机一旦遭遇水浸,电池便可能发生短路,主板也可能遭受腐蚀,镜头甚至可能遭到损毁,这些几乎成了不可避免的后果。无论是为了保护电池,还是为了保护自己的钱包,我们始终都应该把防止手机进水放在首位,因为这“防水溅却防不住手贱”的问题至关重要。

除了物理损害之外,当我们审视手机电池时,常常感到更加困扰的是系统所提供的电池健康状况信息。

从理论层面来看,这种手机系统依据传感器数据及算法推算出的电池健康状况,其参考价值实际上相当有限;我们无需因健康度从99%降至98%而纷纷抱怨续航体验变差。实际上,从当前手机处理器的性能来看,软件版本升级引发的处理器持续高负荷运行,更可能是影响续航能力的罪魁祸首。

因此,随着电池的瓦时数和能量密度不断上升,以及硅负极等能有效降低“析锂”现象的技术逐步实现量产,确保电池的持久健康主要还是依赖良好的使用习惯。

究其根本,防范外部冲击、规避恶劣气候、防止液体渗透、避免充放电过度,养成恰当的充电习惯,这比任何电池健康指数都更为关键。

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