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On The Mark 帶你走進鋰電池世界

   2019-01-11 環球網10390
核心提示:隨著手機逐漸成為現代人的外延器官,我們也進化出一種通病電量焦慮癥。臨床癥狀表現為:臨近出門,查看手機,發現電量不到10%,
隨著手機逐漸成為現代人的外延“器官”,我們也進化出一種“通病”——電量焦慮癥。

臨床癥狀表現為:臨近出門,查看手機,發現電量不到10%,就會心跳失衡,立馬翻箱倒柜地尋找鋰電池充電寶;手機快沒電了,在咖啡店或餐廳落座,第一個反應也是問服務員要移動充電寶……

您患有“電量焦慮癥”嗎?您需要常備鋰電池移動電源,防止斷電失聯嗎?

鋰離子電池的發明,擴展了我們通訊的范圍。事實上,作為太陽能電池板的備用電源,鋰電池的應用無所不在,小到手機、筆記本電腦、可穿戴設備,大到電動汽車甚至是火星探測器。在使用這些觸手可及的鋰電池產品時,你是否也曾對鋰電池產生好奇,渴求探索這個奇妙的“鋰”的世界?你是否關心過鋰電池安全問題,恐慌過手機和電腦的鋰電池會突然爆炸?

今天,我們就跟隨UL的季刊On the Mark,來解密鋰電池背后的故事。這里有鋰電池之父醉心科研的故事,科研人員測試鋰電池的方法,以及普通消費者如何趨“鋰”避害,選擇更為安全的鋰電池產品的秘籍。

那些鋰電池背后的科學家們

鋰,廣受歡迎的澳大利亞出口化學元素,原子序數3,元素周期表中最輕的金屬和世界上最輕的固體元素。它具有最大的電化學勢,并為其重量提供最大的能量密度。換句話說,這是一種非常強大而有效的儲能方式。


了解鋰電池的歷史,就不能不提起John Goodenough的傳奇故事。他被譽為“鋰離子電池之父”,全賴他開發長時間可充電電池,鋰電池實現為我們的筆記本電腦和iPhone以及其它設備供電。

事實上,考慮到他年輕時所經歷的一切,Goodenough在科學界眾所周知本身就是一項成就。年輕時,他是一名患有未確診的閱讀障礙的學生。為了克服學習障礙,他通過模仿來克服學習障礙。在一位老師告訴他莎士比亞的十四行詩對他來說可能太難理解之后,Goodenough開始寫自己的十四行詩,來加強對這種詩體的理解。功夫不負有心人,這位年輕人最終從耶魯大學取得了理學學士學位,從芝加哥大學獲得博士學位。

他也是一名醉心研究的科學家。在麻省理工的林肯實驗室工作時,他創造了Goodenough-Kanamori規則,這是全世界工程師開發更小、更快的計算機的圣經。后來,Goodenough搬到英國,領導牛津大學的無機化學實驗室并繼續他對電池的研究,這些電池在20世紀70年代初的石油危機之后變得越來越重要,化學家M. Stanley Whittingham開發的鋰離子電池于1976年被埃克森美孚商業化,但爆炸率卻很高。

1980年,Goodenough和他的團隊使用金屬氧化物來制造更穩定的電池,最終開發出氧化鈷,我們今天所知的鋰離子電池由此誕生。 雖然大量公司通過該技術賺取大量資金,但Goodenough沒有收取任何版稅,也沒有獲得任何經濟利益。

你可能會認為,Goodenough會因金錢利益上的不公平對待而怨恨科學,但他絲毫沒有受到影響。事實上,他專注于改進他畢生的工作。“我們需要的不是漸進式改進,而是一步改進,我們的社會仍然完全依賴化石燃料,我們必須盡快找到替代能源。”

其實,除了“鋰電池之父”,鋰電池百年發展歷史中還有很多值得銘記的人和事。例如:

那些尋找電池缺陷的“破壞大王”

鋰電池的使用給我們工作生活帶來了極大的便利,但新聞報道中的鋰電池熱失控也會讓我們感到神經緊張,擔心自己使用的手機、電腦或者電動汽車變成不定時炸彈。

好在有致力于檢測并找出鋰電池缺陷的“破壞大王”們。

Jesse Rodriguez是伊利諾斯州諾斯布魯克UL電池測試實驗室的一名工程技術人員。他以破壞物品為生,尤其是電池。他的日常工作就是將電池摔到地上、碾碎電池、浸入水中以及過度充電的各種方式來破壞電池,將各種電池推向了強度極限,看它們是否符合UL標準。

實驗室是一個小型但高效密閉的房間,各種尺寸的防爆箱、大量的排氣扇和通風口,大屏幕上充滿了各色圖表、圖形和不斷變化的數字集合,這都與實驗室本身的各種測試機制相關聯。“ 這里的設施非常完備,我們在相當小的空間里完成很多工作”,實驗室的高級工程技術人員Matthew Thomas說。

每天,Thomas和其他幾位技術人員在實驗室內進行電池檢測,測量工作有條不紊,測量結果十分精確。技術人員冷靜操作的狀態與測試過程中爆炸、過熱、鉆透和壓碎電池吵鬧混亂的場面形成了鮮明對比。Rodriguez說:“這里很平靜,我們都專注于工作,并會采取一切必要的預防措施。我們并不是忙著破壞東西,所有的活動都是按照電池測試的既定程序。”

通過這樣一整套精準而又嚴格的測試標準,這些電池才能夠獲得UL安全標志。UL作為電池安全領域的領導者,對于消費者而言,UL安全標志就意味著安心。Thomas說:“在過去,我的祖父母永遠不會買沒有UL標志的東西”。

On The Mark,帶你探尋更奇妙的“鋰”世界!

看完以上內容,相信您已經對常用卻陌生的鋰電池有了初步的認識,也很好奇UL的安全標志究竟是什么樣子的?怎么樣像Thomas的祖父母一樣更加安全地消費?

這些答案,近期你都可以從一本名為 On The Mark 的雜志中找到。此外,你還可以探索到鋰電池世界的更多奇妙之處:怎么克服鋰電池存在的環保問題?世界上最大的鋰礦業公司是哪家?未來鋰電池的發展方向如何?


On The Mark是美國UL公司最新推出的一份著眼于前沿科技領域的季度刊物,其中的文章均出自UL專家和業內專家之手,從實踐和科學的角度探討我們生活中的技術創新和安全問題。它突顯了UL在飛速發展的世界中展示出的引領科技、支持創新、守護安全的領導力,帶讀者認識不一樣的前沿科技。本期關注的主題也正是與我們生活息息相關的鋰離子電池,可持續發展、智能城市、網絡安全等都將會是未來關注的話題。 
 
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