鋰電池爆炸讓人頭疼 NASA救援機器人都被燒毀
鋰離子電池爆炸不僅僅是讓三星頭疼的問題,也是包括NASA在內的諸多機構的難題。2016年6月14日在美國航空航天局(NASA)的噴氣推進實驗室里,四名研究人員準備轉運一個類猿類機器人RoboSimian。該機器人的主要用于在危險情況下進行救援。研究人員為其更換了新的鋰離子電池,開始為其充電,然后就離開了實驗室。過來一段時間,RoboSimian的鋰離子電池就發(fā)生了爆炸。先是從機器人的背后騰起一陣煙霧,隨后出現一團火焰?;鹧嫠查g爆燃,填滿整個房間,最后縮成一個火球穩(wěn)定燃燒。整個RoboSimian機器人被燒毀。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201610/312042.htm事實上,鋰離子電池的爆炸并不是什么新聞。你不能在飛機上托運電子煙,因為其有可能在貨倉中燃燒。當然,你也不能攜帶一部三星Note 7智能手機。
但是,諸如NASA機器人RoboSimian鋰離子電池的爆炸又有所不同??▋然仿〈髮W材料科學和工程學教授杰伊·惠特克(Jay Whitacre)指出,“單個鋰離子電池雖然也有潛在的危險,但不會引起巨大的爆炸。”惠特克曾在噴氣推進實驗室從事電池科學研究工作。對于手機來說,其僅僅有單一一個鋰離子電池,但RoboSimian機器人有96個。如果說你已經看到了三星Note 7電池爆炸的威力,那么可以想象RoboSimian機器人鋰離子電池爆炸更是不可想象。
況且,NASA的很多設備也是鋰離子電池驅動的,有時這些設備也被在外太空使用。因此如果在航空航天器內發(fā)生爆炸,那么后果會更嚴重?;萏乜酥赋?,“在一個有限空間內能量快速釋放,很有可能是致命的。”
據實驗室安全主管林恩·李(Lynne Lee)表示,RoboSimian的爆炸等同于一包炸藥的威力。雖然對于此次電池爆炸還沒有最終定論,但惠特克對于此次爆炸解釋稱,鋰離子電池正負極之間充斥著高度易燃的電解液。當電池開始充電時,其中的離子從正極向負極移動?;萏乜酥赋?,“當你為電池充電時,就是為其通上電流,直至電池達到最大電壓。當電池達到電壓閾值時,就應當停止通電。如果此時不停止充電,那么電池就有可能發(fā)生爆炸。”
RoboSimian項目負責人布雷特·肯尼迪(Brett Kennedy)指出,總體上整個電池組沒有過充。他指出,“電池組內有一個監(jiān)控系統,會對電池的電壓和電流進行實時監(jiān)控。如果電池電壓或電流超出閾值,那么將會停止供電。”
但基于初步分析,電池組的一個電池模塊出現了故障,導致其向監(jiān)控系統發(fā)送了錯誤信息。結果個別電池模塊發(fā)生了過充,導致了爆炸。
惠特克并沒有對這種假設發(fā)表意見,因為其僅僅是通過視頻進行推斷。但他并沒有提及的是,爆炸發(fā)生的很快,而不是電池緩慢燃燒的常見情形。
惠特克指出,“機器人的電池組是由許多較小的電池模塊組成的。單個電池模塊出現問題并不少見。損壞的電池模塊會發(fā)熱燃燒,影響到附件的電池模塊,隨即發(fā)生更多燃燒。但是對于這次爆炸,惠特克稱,”這有些不同,在我看來一切都是在同一時間發(fā)生的?;蛘吣硞€電池模塊炸的非???。”
李曾在演講中指出,鋰離子電池是“NASA電力的重要組成部分”。NASA在好奇號火星探測器、朱諾木星探測器以及國際空間站中廣泛采用了鋰離子電池。
而惠特克也指出,鋰離子電池在航空航天領域,特別是衛(wèi)星領域非常常見。
作為廣泛采用的供電設備,鋰離子電池的效率相對較高。而在實際飛行計劃中,所采用的鋰離子電池要經過從售前到使用的大量測試?;萏乜吮硎?,如果是電池固有的缺陷,那么NASA的工程師早前就會發(fā)現。他認為,“如果我在實際飛行計劃中看到這種事情,會非常驚訝。”
但是,如果是電池管理系統發(fā)生故障,或者是發(fā)生諸如RoboSimian這樣的情況,由于一個電池模塊的錯誤參數而引發(fā)爆炸,那將非常危險。因為一個航天器可能沒有足夠的防護措施來屏蔽這種潛在的爆炸。當執(zhí)行外太空飛行計劃時,這種防護措施的代價過于高昂,其重量需要以盎司來計。
當然,RoboSimian是一個非飛行的技術項目,噴氣推進實驗室目前正在研究如何使用它來“組裝軌道結構或是超大型太空望遠鏡”。如果未來其進入太空,在此之前肯定要經歷大量的測試。而現在,RoboSimian作為一個地面項目,其測試并沒有那么嚴格。
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