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(wèn)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(jìn)實(shí)驗室里，四名研究人員準備轉運一個(gè)類(lèi)猿類(lèi)機器人RoboSimian。該機器人的主要用于在危險情況下進(jìn)行救援。研究人員為其更換了新的鋰離子電池，開(kāi)始為其充電，然后就離開(kāi)了實(shí)驗室。過(guò)來(lái)一段時(shí)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(mǎn)整個(gè)房間，最后縮成一個(gè)火球穩定燃燒。整個(gè)RoboSimian機器人被燒毀。

　　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(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，但不會(huì )引起巨大的爆炸。”惠特克曾在噴氣推進(jìn)實(shí)驗室從事電池科學(xué)研究工作。對于手機來(lái)說(shuō)，其僅僅有單一一個(gè)鋰離子電池，但RoboSimian機器人有96個(gè)。如果說(shuō)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(dòng)的，有時(shí)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(huì )更嚴重?；萏乜酥赋?，“在一個(gè)有限空間內能量快速釋放，很有可能是致命的。”

　　據實(shí)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(méi)有最終定論，但惠特克對于此次爆炸解釋稱(chēng)，鋰離子電池正負極之間充斥著(zhù)高度易燃的電解液。當電池開(kāi)始充電時(shí)，其中的離子從正極向負極移動(dòng)?；萏乜酥赋?，“當你為電池充電時(shí)，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(shí)，就應當停止通電。如果此時(shí)不停止充電，那么電池就有可能發(fā)生爆炸。”

　　RoboSimian項目負責人布雷特·肯尼迪(Brett Kennedy)指出，總體上整個(gè)電池組沒(méi)有過(guò)充。他指出，“電池組內有一個(gè)監控系統，會(huì )對電池的電壓和電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。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)電池模塊出現了故障，導致其向監控系統發(fā)送了錯誤信息。結果個(gè)別電池模塊發(fā)生了過(guò)充，導致了爆炸。

　　惠特克并沒(méi)有對這種假設發(fā)表意見(jiàn)，因為其僅僅是通過(guò)視頻進(jìn)行推斷。但他并沒(méi)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(jiàn)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(gè)電池模塊出現問(wèn)題并不少見(jiàn)。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。但是對于這次爆炸，惠特克稱(chēng)，”這有些不同，在我看來(lái)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?？?。”

　　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(lǐng)域，特別是衛星領(lǐng)域非常常見(jiàn)。

　　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(shí)際飛行計劃中，所采用的鋰離子電池要經(jīng)過(guò)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(huì )發(fā)現。他認為，“如果我在實(shí)際飛行計劃中看到這種事情，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)電池模塊的錯誤參數而引發(fā)爆炸，那將非常危險。因為一個(gè)航天器可能沒(méi)有足夠的防護措施來(lái)屏蔽這種潛在的爆炸。當執行外太空飛行計劃時(shí)，這種防護措施的代價(jià)過(guò)于高昂，其重量需要以盎司來(lái)計。

　　當然，RoboSimian是一個(gè)非飛行的技術(shù)項目，噴氣推進(jìn)實(shí)驗室目前正在研究如何使用它來(lái)“組裝軌道結構或是超大型太空望遠鏡”。如果未來(lái)其進(jìn)入太空，在此之前肯定要經(jīng)歷大量的測試。而現在，RoboSimian作為一個(gè)地面項目，其測試并沒(méi)有那么嚴格。