從「這是一個鋰世界 ── 電池,它正在解放束縛」的專文中,我們已能意識到鋰離子正不知不覺地佔據我們生活的各個層面。該文中,我們談及鋰的優勢,卻也從歷史經驗中,學習到鋰的特質已如何帶來安全上的危機,而身為創造研發的我們,又該如何隨著新材料及新研究的持續出現,不斷進化電池安全的方法。

在《電池系列二》,我們將持續深入鋰離子的內外,明白其運作流程如何為設備供應電力,也將引用資料,以數字來一一探究鋰離子電池發展迄今的二三事,同時談到在移動快速的今日,成為空中飛人的我們如何讓安全了然於胸,並擁有正確的行為。

動力始源的鋰離子究竟為何?

在眼見的世界裡,小到手機,大到電動汽車,鋰離子技術如何為一切設備提供動力?我們可以這樣快速地解釋整個過程。

電池的組成包括陽極、陰極、隔離膜 (Separator)、電解液和兩個集電體 (Current Collectors):正極和負極。陽極和陰極儲存鋰,而電解液則將帶正電的鋰離子從陽極輸送到陰極,反之通過隔離膜亦然。

鋰離子的移動在陽極中產生自由電子,其在正極集電體產生電荷。接著,電流從集電體通過被供電的裝置,如手機或筆記型電腦,流向負極集電體。隔離膜負責阻擋電池內部的電子流 (電子傳遞)。

當電池放電並提供電流時,陽極將鋰離子釋放到陰極,會從一側到另一側製造電子流。當設備插到插座,則會是相反情況:鋰離子被陰極釋放並被陽極接收*。

*資料來源來自美國能源部

鋰離子充電電池 (放電/充電機制)



鋰電池之二三事

今日廣受重用的鋰電池,其發展歷程並非一蹴可幾!我們特別匯整了來自科學人雜誌 (Scientific American)、Los Alamos 國家實驗室、清潔技術 (Clean Technology)、國際航空運輸協會及美國太空總署 (NASA) 等單位的資料,利用幾個重點數字解讀鋰離子電池。

鋰電池旅行趨勢的以後

世界地球村的快速流動,3C 設備也與我們一起行動。在度假時,我們帶著數位相機、平板電腦和手機搭乘飛機;商務旅行時,我們會帶著筆記型電腦、戴上降噪耳機,並佩戴智慧手錶…。而這些設備通常由鋰電池供電。

美國聯邦航空總署 (Federal Aviation Administration, FAA) 的工作,正是掌握所有這些技術以及其對入境美國的影響。過去就有因為乘客的鋰電池故障,在機艙內造成煙霧和火災事故,因此航空安全專家老早即針對此議題進行廣泛的研究。若我們將恐怖份子和電池問題攤在一起考量,我們該如何存放我們的筆記型電腦和其他設備呢?

「這裡可以找個平衡點,」前飛行員暨航空諮詢公司安全運作統首席執行官 John Cox 告訴《消費者報告》。「當我們將鋰電池放入貨艙時,倘若起火,其就不再屬於機組人員可以處理的範圍。僅使用鹵代烷的滅火系統 (常見的滅火劑) 尚未證明能對撲滅鋰離子火災有用。」

美國聯邦航空總署現即要求備用 (未安裝) 鋰離子和鋰金屬電池只能放於隨身行李中。所以當進行行李報到手續時,必須將所有備用鋰電池取出,並隨旅客一同登機以放置客艙內。

電池系列專文,我們將持續分享更多與生活應用、及安全、廢置等相關議題及討論,敬請期待。


持續探索系列專文

《系列一》 這是一個鋰世界 ── 電池,它正在解放束縛
《系列二》 「鋰」內「鋰」外 ── 探索驅動日常設備的電力源
《系列三》 造就一個可能的未來 ── 繼續使用電網,鋰電池能用在災後重建
《系列四》 成為未來城市的一份子 ── 電塔:不斷進化的能源資源為生活一環
《系列五》 關於鋰電池的問題 ── 強大能源的另一面以及安全之本
《系列六》 在路途上,喚醒漂浪靈魂 ── 對自我意識與物質追求的安全
《系列七》 打造一個綠色的家園 ── 礦採與廢棄處置的環境風險


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