隨著科技的發(fā)展，手機(jī)的技術(shù)也有了很大的進(jìn)步，作為手機(jī)的重要配件電池也有了很大的發(fā)展。以前我們的手機(jī)還是按鍵式的時(shí)候，手機(jī)的電池是可以卸下來(lái)的。后來(lái)手機(jī)過(guò)渡到智能機(jī)，這時(shí)候都是一體機(jī)了，電池是和手機(jī)連在一起的，這時(shí)候就是鋰離子電池了，鋰離子電池一般都是充的時(shí)間較長(zhǎng)，用的又很快。近幾年手機(jī)在性能包括存儲(chǔ)方面有了很大的進(jìn)步，可是電池方面卻沒(méi)有多大的發(fā)展，充其量也就只是手機(jī)電池的容量擴(kuò)大了一些。

可是最近三星公司卻傳來(lái)了好消息，他們表示已經(jīng)完成了對(duì)石墨烯材料做成的電池的研發(fā)，而且不久將會(huì)運(yùn)用到手機(jī)中，使用石墨烯電池后，手機(jī)的電容量將會(huì)新增百分之五十左右，而且以前我們想的十幾分鐘充滿電將不再是夢(mèng)。其實(shí)石墨烯電池早就已經(jīng)研發(fā)出來(lái)了，但是因?yàn)樵靸r(jià)太高，一直存放在實(shí)驗(yàn)室里，據(jù)說(shuō)石墨烯的價(jià)格可以和黃金相比，在性能方向我們完全不用擔(dān)心。

美國(guó)的有些實(shí)驗(yàn)室已相關(guān)經(jīng)驗(yàn)證過(guò)了，石墨烯做的電池，它的充放電的速度至少是鋰離子電池的十倍左右。我們選擇手機(jī)電池最重要的就是要充電快和電容量大這兩個(gè)因素，石墨烯電池完全符合消費(fèi)者的需求，可以想到石墨烯電池一旦投入到使用中，將會(huì)很受消費(fèi)者的青睞。全球很多的國(guó)家都在對(duì)石墨烯進(jìn)行研究，他并不只是可以應(yīng)用到電池上，在很多的方面都可以運(yùn)用。

我國(guó)目前有關(guān)石墨烯的專利已經(jīng)有上千項(xiàng)了。其實(shí)早在2016年的時(shí)候，我國(guó)的華為手機(jī)早就已經(jīng)在日本的電池大會(huì)上推出過(guò)類似石墨烯電池的產(chǎn)品，這個(gè)電池已經(jīng)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了，它比普通的鋰離子電池更耐高溫，而且使用壽命也大大的延長(zhǎng)了，至少是以前的兩倍。不過(guò)跟三星這次研發(fā)出來(lái)的石墨烯電池還是有不同的，華為2016年公布的這款電池它并不是真正意義上的石墨烯電池，它只是利用了石墨烯材料的熱傳導(dǎo)性很好的特點(diǎn)，用它來(lái)輔助手機(jī)和電池進(jìn)行散熱。

三星即將投入應(yīng)用的石墨烯電池在安全性方面也有很大的突破，他不會(huì)像傳統(tǒng)的鋰離子電池相同容易讓那個(gè)手機(jī)發(fā)熱、發(fā)燙，嚴(yán)重的時(shí)候可能還會(huì)爆炸，出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故。三星手機(jī)最開(kāi)始的時(shí)候就發(fā)生了幾起很嚴(yán)重的爆炸事件，或許三星就是因?yàn)檫@樣痛定思痛，最后才將石墨烯電池研發(fā)出來(lái)的吧。方形LiCoO2-石墨電池，標(biāo)稱容量為6.8Ah，在烤箱中被外部加熱。該研究包括循環(huán)老化的電芯，儲(chǔ)存在60℃的非循環(huán)電芯以及在室溫下儲(chǔ)存的非循環(huán)電芯。研究了工作和非工作（失效）電芯。

在外部加熱時(shí)，所有電池都會(huì)出現(xiàn)熱失控，釋放煙霧和氣體。關(guān)于大約一半的工作電芯，在熱失控后約15秒內(nèi)，積聚在烘箱中的氣體被點(diǎn)燃導(dǎo)致氣體爆炸，并伴隨著重要的煙氣釋放過(guò)程。

無(wú)論是否曾經(jīng)循環(huán)過(guò)的電芯，并沒(méi)有影響氣體爆炸的發(fā)生，它們發(fā)生在0-300個(gè)全深循環(huán)的所有循環(huán)老化水平。

使用FTIR分析氣體。無(wú)論是否有火焰出現(xiàn)，都檢測(cè)到HF氣體的存在。

另一種釋放出潛在有毒氣體的HF前體POF3，也與HF同時(shí)檢測(cè)到。另外檢測(cè)到有害氣體CO。熱失控溫度約為190C，并且顯示與老化過(guò)程中的循環(huán)次數(shù)有微弱的相關(guān)性，在0至300次循環(huán)的測(cè)試循環(huán)范圍內(nèi)，100至200次循環(huán)之間，是出現(xiàn)最少有毒氣體的老化階段。

測(cè)試了三個(gè)失效電芯，其中一個(gè)在229次循環(huán)后在循環(huán)中發(fā)生突然失效，還有兩個(gè)未循環(huán)但在60C保存10個(gè)月的電芯也出現(xiàn)了失效。失效電芯也會(huì)進(jìn)入熱失控狀態(tài);然而，它們對(duì)熱失控溫度升高和溫度升高速率的反應(yīng)明顯較低。這些電池沒(méi)有火花、燃燒或瓦斯爆炸現(xiàn)象。

1引言

與其他類型的電池相比，鋰離子電池發(fā)熱較大，其氣體排放，爆炸、起火的風(fēng)險(xiǎn)更高。這些風(fēng)險(xiǎn)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有被充分理解，而通過(guò)研究和事故分析是有可能提高系統(tǒng)安全性的。風(fēng)險(xiǎn)的類型和嚴(yán)重程度取決于不同的應(yīng)用和電池系統(tǒng)的大小。由于電池和模塊故障的可傳播性，隨著電池系統(tǒng)尺寸的新增，故障后果可能會(huì)顯著新增。

鋰離子電池包含所有必要的火焰三角形的三個(gè)部分;熱/點(diǎn)火器，可燃物質(zhì)和氧氣。此外，一旦過(guò)熱，典型地從70℃~120℃開(kāi)始，鋰離子電池開(kāi)始臌脹并能夠釋放氣體（排氣）。排出的氣體易燃且有毒。假如溫度足夠高，達(dá)到的150℃~200℃，電池自生熱進(jìn)入加速階段，熱失控（TR）可能發(fā)生。術(shù)語(yǔ)熱失控的起始溫度是指放熱反應(yīng)開(kāi)始并最終導(dǎo)致熱失控的溫度，而熱失控溫度是指熱失控的非常快速的溫度升高。熱失控通常伴隨著大量煙氣釋放，可能伴隨電池箱破損，燃燒或瓦斯爆炸。因此熱失控過(guò)程存在兩種重要類型的爆炸：電池殼體爆炸和與空氣混合的可燃排放氣體的氣體爆炸。圓柱形和硬質(zhì)方形電池可以出現(xiàn)高內(nèi)部壓力，因此設(shè)計(jì)為通過(guò)內(nèi)置電池安全閥釋放氣體，但是假如排氣故障，電池內(nèi)部可能會(huì)出現(xiàn)極大的壓力，導(dǎo)致電池殼體爆炸。有兩種這樣的爆炸形式，一種是電池內(nèi)部的爆炸，另一種是封閉或半封閉外殼中積累的可燃?xì)怏w與空氣的混合氣體延遲點(diǎn)燃引起的爆炸?？扇?xì)怏w爆炸的后果可能比電池爆炸的后果嚴(yán)重得多。

排出的氣體可以包含溶劑蒸發(fā)和分解生成的產(chǎn)物，例如CO，CO2，H2，CH4。除CO外，還可以釋放大量不同的有毒化合物，包括氟化物氣體。氟化氫（HF）已經(jīng)引起了最多的關(guān)注，是非常有毒的氣體。很少有已經(jīng)發(fā)表的研究報(bào)告說(shuō)明商業(yè)鋰離子電池濫用期間釋放的HF量，和電解質(zhì)燃燒釋放的HF的量。電池中的氟來(lái)自鋰鹽，如LiPF6，而且還來(lái)自電極粘合劑，如PVdF，電極材料和涂層，例如氟磷酸鹽和AlF3陰極涂層，以及含氟添加劑如阻燃劑。電池安全性非常復(fù)雜，整體觀點(diǎn)非常重要，例如通過(guò)引入AlF3涂層，熱失控發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)可以降低，而有毒氟化物氣體排放和氣體爆炸的風(fēng)險(xiǎn)可能會(huì)新增。因此整體安全難以評(píng)估，這取決于電池的大小和情況，并且對(duì)一個(gè)參數(shù)的改進(jìn)實(shí)際上可能會(huì)惡化整體安全性。