鋰電池爆炸讓人頭疼 NASA救援機(jī)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(nèi)的諸多機(jī)構(gòu)的難題。2016年6月14日在美國航空航天局(NASA)的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室里，四名研究人員準(zhǔn)備轉(zhuǎn)運(yùn)一個(gè)類猿類機(jī)器人RoboSimian。該機(jī)器人的主要用于在危險(xiǎn)情況下進(jìn)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(shí)驗(yàn)室。過來一段時(shí)間，RoboSimian的鋰離子電池就發(fā)生了爆炸。先是從機(jī)器人的背后騰起一陣煙霧，隨后出現(xiàn)一團(tuán)火焰?；鹧嫠查g爆燃，填滿整個(gè)房間，最后縮成一個(gè)火球穩(wěn)定燃燒。整個(gè)RoboSimian機(jī)器人被燒毀。

　　事實(shí)上，鋰離子電池的爆炸并不是什么新聞。你不能在飛機(jī)上托運(yùn)電子煙，因?yàn)槠溆锌赡茉谪泜}中燃燒。當(dāng)然，你也不能攜帶一部三星Note 7智能手機(jī)。

　　但是，諸如NASA機(jī)器人RoboSimian鋰離子電池的爆炸又有所不同。卡內(nèi)基梅隆大學(xué)材料科學(xué)和工程學(xué)教授杰伊·惠特克(Jay Whitacre)指出，“單個(gè)鋰離子電池雖然也有潛在的危險(xiǎn)，但不會(huì)引起巨大的爆炸。”惠特克曾在噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室從事電池科學(xué)研究工作。對(duì)于手機(jī)來說，其僅僅有單一一個(gè)鋰離子電池，但RoboSimian機(jī)器人有96個(gè)。如果說你已經(jīng)看到了三星Note 7電池爆炸的威力，那么可以想象RoboSimian機(jī)器人鋰離子電池爆炸更是不可想象。

　　況且，NASA的很多設(shè)備也是鋰離子電池驅(qū)動(dòng)的，有時(shí)這些設(shè)備也被在外太空使用。因此如果在航空航天器內(nèi)發(fā)生爆炸，那么后果會(huì)更嚴(yán)重?；萏乜酥赋?，“在一個(gè)有限空間內(nèi)能量快速釋放，很有可能是致命的。”

　　據(jù)實(shí)驗(yàn)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(duì)于此次電池爆炸還沒有最終定論，但惠特克對(duì)于此次爆炸解釋稱，鋰離子電池正負(fù)極之間充斥著高度易燃的電解液。當(dāng)電池開始充電時(shí)，其中的離子從正極向負(fù)極移動(dòng)?；萏乜酥赋觯?ldquo;當(dāng)你為電池充電時(shí)，就是為其通上電流，直至電池達(dá)到最大電壓。當(dāng)電池達(dá)到電壓閾值時(shí)，就應(yīng)當(dāng)停止通電。如果此時(shí)不停止充電，那么電池就有可能發(fā)生爆炸。”

　　RoboSimian項(xiàng)目負(fù)責(zé)人布雷特·肯尼迪(Brett Kennedy)指出，總體上整個(gè)電池組沒有過充。他指出，“電池組內(nèi)有一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)，會(huì)對(duì)電池的電壓和電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。如果電池電壓或電流超出閾值，那么將會(huì)停止供電。”

　　但基于初步分析，電池組的一個(gè)電池模塊出現(xiàn)了故障，導(dǎo)致其向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送了錯(cuò)誤信息。結(jié)果個(gè)別電池模塊發(fā)生了過充，導(dǎo)致了爆炸。

　　惠特克并沒有對(duì)這種假設(shè)發(fā)表意見，因?yàn)槠鋬H僅是通過視頻進(jìn)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(jī)器人的電池組是由許多較小的電池模塊組成的。單個(gè)電池模塊出現(xiàn)問題并不少見。損壞的電池模塊會(huì)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(duì)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(shí)間發(fā)生的?；蛘吣硞€(gè)電池模塊炸的非常快。”

　　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(hào)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(lǐng)域，特別是衛(wèi)星領(lǐng)域非常常見。

　　作為廣泛采用的供電設(shè)備，鋰離子電池的效率相對(duì)較高。而在實(shí)際飛行計(jì)劃中，所采用的鋰離子電池要經(jīng)過從售前到使用的大量測試?；萏乜吮硎荆绻请姵毓逃械娜毕?，那么NASA的工程師早前就會(huì)發(fā)現(xiàn)。他認(rèn)為，“如果我在實(shí)際飛行計(jì)劃中看到這種事情，會(huì)非常驚訝。”

　　但是，如果是電池管理系統(tǒng)發(fā)生故障，或者是發(fā)生諸如RoboSimian這樣的情況，由于一個(gè)電池模塊的錯(cuò)誤參數(shù)而引發(fā)爆炸，那將非常危險(xiǎn)。因?yàn)橐粋€(gè)航天器可能沒有足夠的防護(hù)措施來屏蔽這種潛在的爆炸。當(dāng)執(zhí)行外太空飛行計(jì)劃時(shí)，這種防護(hù)措施的代價(jià)過于高昂，其重量需要以盎司來計(jì)。

　　當(dāng)然，RoboSimian是一個(gè)非飛行的技術(shù)項(xiàng)目，噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室目前正在研究如何使用它來“組裝軌道結(jié)構(gòu)或是超大型太空望遠(yuǎn)鏡”。如果未來其進(jìn)入太空，在此之前肯定要經(jīng)歷大量的測試。而現(xiàn)在，RoboSimian作為一個(gè)地面項(xiàng)目，其測試并沒有那么嚴(yán)格。