锂离子电池爆炸不仅仅是让三星头疼的问题,也是包括NASA在内的诸多机构的难题。2016年6月14日在美国航空航天局(NASA)的喷气推进实验室里,四名研究人员准备转运一个类猿类机器人RoboSimian。该机器人的主要用于在危险情况下进行救援。研究人员为其更换了新的锂离子电池,开始为其充电,然后就离开了实验室。过来一段时间,RoboSimian的锂离子电池就发生了爆炸。先是从机器人的背后腾起一阵烟雾,随后出现一团火焰。火焰瞬间爆燃,填满整个房间,最后缩成一个火球稳定燃烧。整个RoboSimian机器人被烧毁。

事实上,锂离子电池的爆炸并不是什么新闻。你不能在飞机上托运电子烟,因为其有可能在货仓中燃烧。当然,你也不能携带一部三星Note 7智能手机。

但是,诸如NASA机器人RoboSimian锂离子电池的爆炸又有所不同。卡内基梅隆大学材料科学和工程学教授杰伊·惠特克(Jay Whitacre)指出,“单个锂离子电池虽然也有潜在的危险,但不会引起巨大的爆炸。”惠特克曾在喷气推进实验室从事电池科学研究工作。对于手机来说,其仅仅有单一一个锂离子电池,但RoboSimian机器人有96个。如果说你已经看到了三星Note 7电池爆炸的威力,那么可以想象RoboSimian机器人锂离子电池爆炸更是不可想象。

况且,NASA的很多设备也是锂离子电池驱动的,有时这些设备也被在外太空使用。因此如果在航空航天器内发生爆炸,那么后果会更严重。惠特克指出,“在一个有限空间内能量快速释放,很有可能是致命的。”

据实验室安全主管林恩·李(Lynne Lee)表示,RoboSimian的爆炸等同于一包炸药的威力。虽然对于此次电池爆炸还没有最终定论,但惠特克对于此次爆炸解释称,锂离子电池正负极之间充斥着高度易燃的电解液。当电池开始充电时,其中的离子从正极向负极移动。惠特克指出,“当你为电池充电时,就是为其通上电流,直至电池达到最大电压。当电池达到电压阈值时,就应当停止通电。如果此时不停止充电,那么电池就有可能发生爆炸。”

RoboSimian项目负责人布雷特?肯尼迪(Brett Kennedy)指出,总体上整个电池组没有过充。他指出,“电池组内有一个监控系统,会对电池的电压和电流进行实时监控。如果电池电压或电流超出阈值,那么将会停止供电。”

但基于初步分析,电池组的一个电池模块出现了故障,导致其向监控系统发送了错误信息。结果个别电池模块发生了过充,导致了爆炸。

惠特克并没有对这种假设发表意见,因为其仅仅是通过视频进行推断。但他并没有提及的是,爆炸发生的很快,而不是电池缓慢燃烧的常见情形。

惠特克指出,“机器人的电池组是由许多较小的电池模块组成的。单个电池模块出现问题并不少见。损坏的电池模块会发热燃烧,影响到附件的电池模块,随即发生更多燃烧。但是对于这次爆炸,惠特克称,”这有些不同,在我看来一切都是在同一时间发生的。或者某个电池模块炸的非常快。“

李曾在演讲中指出,锂离子电池是“NASA电力的重要组成部分“。NASA在好奇号火星探测器、朱诺木星探测器以及国际空间站中广泛采用了锂离子电池。

而惠特克也指出,锂离子电池在航空航天领域,特别是卫星领域非常常见。

作为广泛采用的供电设备,锂离子电池的效率相对较高。而在实际飞行计划中,所采用的锂离子电池要经过从售前到使用的大量测试。惠特克表示,如果是电池固有的缺陷,那么NASA的工程师早前就会发现。他认为,“如果我在实际飞行计划中看到这种事情,会非常惊讶。“

但是,如果是电池管理系统发生故障,或者是发生诸如RoboSimian这样的情况,由于一个电池模块的错误参数而引发爆炸,那将非常危险。因为一个航天器可能没有足够的防护措施来屏蔽这种潜在的爆炸。当执行外太空飞行计划时,这种防护措施的代价过于高昂,其重量需要以盎司来计。

当然,RoboSimian是一个非飞行的技术项目,喷气推进实验室目前正在研究如何使用它来“组装轨道结构或是超大型太空望远镜。“如果未来其进入太空,在此之前肯定要经历大量的测试。而现在,RoboSimian作为一个地面项目,其测试并没有那么严格。