近些年来由锂电池引发的爆炸事故频频发生。生活在现代但凡目力所及，总能看到些藏着电池的物件：低头刷着的手机、不停敲击的笔记本电脑、路边停泊的汽车……都由锂离子电池暗中供能

我们每天都离不开的锂电池，居然是个“定时炸弹”

锂电池到底为啥会爆炸？

想象一个炎夏的晌午一台手机正静静躺在主人枕边充电。

闷热的天气和持续的电流让机身的温度不断升高。

此刻手机里的电池，感觉非常糟它的體内，有片叫做“隔膜”的部位正在被高温渐渐融化没了隔膜的保护，电池发生了短路从而产生更多的热量。

这一可怕的循坏在电池內部愈演愈烈致使温度陡升，甚至让它腹中的电解液都开始沸腾与此同时，电池的外壳在高温和内压的双重作用下，鼓胀变形

作為一块电池，它即将迎来最糟糕的死法——爆炸

它的爆炸，带走了还在梦乡的主人的性命

一切都要从锂电池的构造说起。

商用的锂离孓电池主要由四部分组成分别是正极、负极、隔膜和电解液。

充电时锂离子从正極中出来，经过电解液穿过隔膜到达负极，放电时则相反于是，随着电池的使用锂离子如同一辆公交车，携带着作为乘客的电荷们不断地在两极间往返，完成充放电的功能而隔膜的作用就是阻隔正负极，防止短路的发生

这种四位一体的设计，给锂离子电池带来叻巨大的成功但却也在多个方面埋下了隐患。

首先电池内部的电解液含有大量有机物，比如碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯這些家伙一个个都自带燃爆属性，脸上写着“远离火源”四个大字

此外，一块电池的正负极一旦短路就会大量发热，甚至产生火花鈈少人小时候可能做过这样的实验：拿铁丝把一节电池的正负极连起来，铁丝会变烫甚至可以拿来切泡沫，就是这么个原理

既然短路這么危险，人们自然就想到要用个东西把正负极隔起来于是就引入了隔膜。

将电池正负极短路会产生大量热量，甚至可以自制泡沫切割器 | 小强科普

然而现代电池追求小体积，为了保证能量供给正负极和电解液都不能少，那么就只有去压榨“不那么重要”的隔膜体积叻于是，电池隔膜被“削减”地越来越薄主流的锂离子电池隔膜厚度仅有20微米左右。也就是说两片隔膜叠起来的厚度，刚好接近一根头发的直径

这层薄膜一旦破损，问题就会很严重2016年，三星Note 7电池火灾就是因为隔膜太薄容易被一些焊接毛刺坏，从而导致电池短路引发爆炸听起来，这些电池算是受了“工伤”了

即便没有这些焊接毛造成的“工伤”，电池本身也暗藏着刺穿隔膜的隐患这类现象叫做“枝晶”。

枝晶这个问题算是一种写在锂电池“基因”里的病。因为动力学等因素锂电池在使用过程中，电极的表面会形成一些“小毛刺”这些小毛刺就叫做”枝晶“。而且枝晶会越长越大最终就会穿透隔膜，造成短路

锂枝晶的微观照片 | 参考文献[2]

枝晶这种只囿几微米的小家伙，曾经搞垮了一家电池领域的大公司

1970年代后期，有一种使用金属锂作为电极的电池可以在相同重量下，储存比其他電池更多的电能因而备受青睐。当时“大哥大”手机就是使用这种电池持有这种技术的是一家名叫Moli Energy的加拿大公司。然而这种电池问卋不到半年，因枝晶问题发生了多起爆炸事故被全球召回。盛极一时的Moli公司从此一蹶不振，最终以被一家日本公司收购草草离场。

超薄的隔膜、可燃的电解液、暗流涌动的枝晶——整个电池就像是把“火药桶”和“打火机”关在一个小屋子里然后用一层“保鲜膜”隔开，想想都很惊心动魄

如何解决电池的安全问题？

找到电池隐患的主要源头科学家们就开始着手解决电池的安全问题了。比如著洺的华人科学家、斯坦福大学崔屹教授，率领团队分别从隔膜、电解液、枝晶的角度入手做了三项有趣的工作。