三星NOTE7鋰電池頻頻爆破，致使三星在全球范圍內(nèi)召回。下文就鋰電池爆破因素進行剖析。
從電解液的角度剖析。因為六氟磷酸鋰這種電解鹽在相對較低的溫度下就能發(fā)生分化，而且發(fā)生氣體，這自身就也許對電池這個封閉環(huán)境構(gòu)成必定風險。例如一些軟包的電池就也許發(fā)生鼓包景象。此外，因為鋰離子電池的電解液運用的是有機電解液，而不是水性電解液，有機質(zhì)本來就簡略焚燒，因而更構(gòu)成了安全隱患。
另一方面是隔閡。就像上面介紹的，業(yè)界對隔閡的請求通常有兩個：一是請求孔徑分布均勻，二是確保隔閡資料的強度。假如孔徑的強度不夠，通過幾次充放電就發(fā)生了穿孔，則會構(gòu)成電池的正負極短路，然后發(fā)生大量的熱，這是鋰離子電池爆破的另一個首要因素。
第三是電極的資料。如今有些正極資料在通過重復(fù)的充放電進程以后就有也許會發(fā)生形變或許坍塌，這么就會直接致使在電池的電極外表構(gòu)成一個物理構(gòu)造上的凸起。這種凸起很也許刺穿隔閡，構(gòu)成正負極的短路，然后導(dǎo)致爆破。
終究是電池的過充過放疑問。通常咱們商用的鋰離子電池依據(jù)正極資料的不一樣，作業(yè)電壓通常在3.5v到3.8v之間，而放電電壓通常在2.0v到2.5v之間，有些也許低一點到1.5v，這都是依據(jù)不一樣的資料來設(shè)定的。也即是說咱們在給電池充電時電壓通常不能超過3.8v或許4v，而放點電壓不能低于1.5v，不然的話就歸于過充或許過放，都也許構(gòu)成電池的安全隱患。
不過如今對于這個疑問，業(yè)界在制造技術(shù)方面大多都現(xiàn)已引入了保護電路的機制，這現(xiàn)已在很大程度上避免了因為過充和過放疑問導(dǎo)致的電池安全事端。
以上是從電池構(gòu)成構(gòu)造和作業(yè)原理上剖析的有也許出現(xiàn)電池爆破事端的也許因素，可是要找到這次三星Note 7電池事端的詳細因素，則有必要拿到事端電池進行實際的剖析。
作為Note 7國行第4炸事情的當事人，群友老回也參加了本次的硬創(chuàng)公開課評論。 老回發(fā)問說：ATL和SDI這兩家供應(yīng)商的電池都出現(xiàn)了疑問，而且手機里的電芯技術(shù)也十分老練，會不會這次Note 7電池事端不是電池自身的質(zhì)量瑕疵導(dǎo)致，而是別的什么因素，比如過充致使的？
劉建文對此表明：現(xiàn)在的電池出產(chǎn)制造技術(shù)是一個十分體系的工程，其間隨便一個細小的環(huán)節(jié)出了疑問都有也許影響到全部電池作業(yè)時出現(xiàn)的作用，因而這兒面的因素十分復(fù)雜，也許性很多。例如在電芯成型時分的檢查環(huán)節(jié)出了疑問，就也許出現(xiàn)“漏網(wǎng)之魚”。甚至在電池的出售和運送環(huán)節(jié)都有也許影響電池功能的終究表現(xiàn)，例如運送環(huán)境溫度過高時，就也許出現(xiàn)電解鹽的開端分化。
電池出廠前的安全檢查環(huán)節(jié)是怎樣的？
要解說我們對比重視的電池出廠前的檢查疑問，需求先簡略介紹一下鋰離子電池的出產(chǎn)技術(shù)。
1、首要需求準備好電極資料，把正負極資料在反響釜里合漿，即在反響容器里將正負極資料制造好。
2、然后是涂片，所謂涂片即是把制造好的漿液均勻涂抹在電極載流體上面。下面是烘片，使?jié){液里的水分和別的的可揮發(fā)性有機物揮發(fā)掉。烘完片以后是排片，排片即是把電池極片依照制造技術(shù)請求排列成需求的姿態(tài)。以后是對極片的進一步調(diào)整，例如將極片上的一些肉眼可見的粉末刷掉，或許用液壓和對滾的方法將極片壓對等。
3、通過上述一系列進程以后，下面會將電極卷繞，然后包裹起來構(gòu)成電芯。這時盡管還沒有參加電解液，電池還不能正常作業(yè)，可是現(xiàn)已可以測量到電壓和電阻了。因而，在這個制造結(jié)點就會開端對電池進行一系列的檢查，例如檢查電池是不是存在短路和斷路等，這就能除掉一部分殘次品。
4、制造完結(jié)以后的電芯通常會被裝入鋼殼以內(nèi)，這時現(xiàn)已基本具有了電池的外形。下面一個對比首要的進程是裝入電解液，以后還要閱歷焊接和封口一類的操作，再通過嚴厲的氣密性的檢查，一塊通常手機用的鋰電池就制造完結(jié)了。
5、隨后需求在專門的車間對出產(chǎn)好的電池進行“化成”操作。所謂化成即是對電池的正負極資料進行激活的進程，通過化成的電池將在正負極外表構(gòu)成一個鈍化膜。這一進程是十分首要的，在電池出廠之前通常必定會對電池進行化成操作，激活正負極，使電池構(gòu)成這么一層膜。此外這一進程對化成設(shè)備的請求也很高，請求激活電池的電流信號要盡量堅持精準和平穩(wěn)，不能有太大的動搖。
此外，有些電池在出廠之前還要進行一些列的耐久度檢查，例如讓一塊電池進行幾十次的充放電循環(huán)，開端測驗一下電池的功能。
所以總的來說，從制造技術(shù)方面看，電池出廠前的檢查首要包含電芯檢查、氣密性檢查、成型以后的化成環(huán)節(jié)和耐久度檢查等環(huán)節(jié)。
對于上述進程，吳博對和檢查環(huán)節(jié)有關(guān)的數(shù)據(jù)進行了彌補。他表明：電芯成型之前還要做很多和電池的電氣特性無關(guān)的，化學(xué)性質(zhì)方面的檢查。一旦電芯成型，隨后要做的即是和電池電子功能有關(guān)的一些電氣性的檢查。此外，電池出產(chǎn)出來以后還要做很多的合規(guī)和認證，通常多見的合規(guī)和認證就有十幾種。
如圖所示，電池出產(chǎn)今后要滿意2014年的國標或許2013年的國標，國際上美國的話還有UL規(guī)范，運送還有聯(lián)合國的UN 38.3規(guī)范等等。
其間聯(lián)合國的UN 38.3規(guī)范，對電池的安全性規(guī)定了七八項檢查內(nèi)容。包含低氣壓的檢查，高低溫的檢查，物理沖擊的檢查，過充過放的檢查，外部意外短路的檢查等等，所有的檢查項目都做完需求二三十個樣品。而因為國標的檢查項目有所不同，因而可能又需求二三十個樣品。此外每個檢查項目的耗時也不盡相同，例如充放電檢查動輒就需求十多個小時。
上述這些規(guī)范檢查下來，每個規(guī)范都要二三十個樣品，而且每個規(guī)范又富含多個檢查項目，這些成果就構(gòu)成了一個雜亂的數(shù)據(jù)調(diào)集，關(guān)于通常的電池廠商或許手機廠商來說，怎么有效辦理和使用這些數(shù)據(jù)也是需求注重和注重的。
其次是在電池的出產(chǎn)進程中，例如上面說到的電芯成型之前的化學(xué)檢查，還有劉博士說到的一系列檢查進程，比方化成和重復(fù)充放電等，這些檢查成果也能構(gòu)成大數(shù)據(jù)，也是一個大數(shù)據(jù)的收集和辦理的進程，因而也需求特別注意。
之前有音訊顯現(xiàn)，三星爆出Note 7電池事端今后，韓國政府請求三星對每個手機電池都要進行X光的掃描檢查。那么檢查今后將會構(gòu)成海量的X光相片，怎么對這些相片進行辦理和辨認，怎樣處理這些X光相片，也是需求憑借大數(shù)據(jù)的有關(guān)理論知識的。
還有，剛才劉博士說到現(xiàn)在電池通常都有一個維護電路。在鋰電池差不多1000多個億的商場里，有一批公司即是專門做維護電路的，他們的產(chǎn)值差不多達到了100億以上，占到全部商場的10%到15%。
此外，作為Note 7電池供貨商之一的ATL公司，近期還有音訊稱他們打算在電池內(nèi)部參加長途辦理模塊，這么就能完成電池數(shù)據(jù)的長途報告，在云端對電池的運轉(zhuǎn)情況進行實時的監(jiān)測和辦理。
（圖中的維護電路可以調(diào)理用戶對電池的充放電進程，一起對電池的過充過放，以及意外短路等常見疑問也能起到必定的維護效果）
總歸我以為，一旦全部電池的檢查與數(shù)據(jù)采集、辦理發(fā)作聯(lián)絡(luò)，那么這就現(xiàn)已挨近一個大數(shù)據(jù)的使命了。從電芯成型之前的化學(xué)檢查，到電池出廠之前的氣密性檢查、化成進程和耐久度檢查，以及出廠之后的各種認證檢查，如此很多的檢查數(shù)據(jù)，現(xiàn)已對電池廠商造成了一些迷惑，他們需求跨界尋找一些大數(shù)據(jù)方面的資本協(xié)助。
兩家供貨商都發(fā)作了電池事端，是不是Note 7的電池規(guī)劃方案有疑問？
從事端的狀況來看，還不能下這個結(jié)論。由于自從榜首塊商用的鋰離子電池由日本索尼公司在1990年推出以來，他們其時所選用的即是和如今通常手機電池所選用的正負極資料、電解液和隔閡等如出一轍的資料和結(jié)構(gòu)。截止如今現(xiàn)已沿用了二三十年，這個配方?jīng)]有發(fā)作過根本性的改動。所以不能說電池的規(guī)劃技術(shù)上出了疑問，由于假如有疑問那一切的電池就都有疑問了。
不過，這次Note 7電池事端的發(fā)作，確實提示咱們需求在電池的規(guī)劃環(huán)節(jié)上做一些改善。比方，剛剛吳博士也說了，在電池出廠檢查這個環(huán)節(jié)，假如能跟大數(shù)據(jù)、軟硬件聯(lián)系，或者是全檢和抽檢可以聯(lián)系起來的話，就能多發(fā)現(xiàn)一些瑕疵商品，這也是一個咱們需求改善的方向。
另外，電池規(guī)劃方案也需求改善。比方從電解液視點，咱們完全可以在電解液里加一些阻撓電解液燃燒的阻燃劑，防過充過放的添加劑。在隔閡環(huán)節(jié)，運用強度更大，孔徑更均一的原料。在電池維護電路方面，爭奪做得更科學(xué)更先進等等。
我自己現(xiàn)在就正在從事電解液方面的研究工作，也即是怎么有效避免電解液燃燒爆破的疑問。研究出來的一些成果在企業(yè)中有所運用。總的來說，即是一方面不能果斷地以為電池的規(guī)劃方案有疑問，另一方面又要在技術(shù)上繼續(xù)地進行改善。
Note 7電池的能量密度是不是偏大，這對電池安全有影響么？
前面有說到，鋰離子電池相對傳統(tǒng)二次電池的一個無窮優(yōu)勢即是能量密度高，手機鋰離子電池的理論能量密度可以達到500Wh/kg。而鉛酸蓄電池的話就只有50Wh/kg或是60Wh/kg。兩者相比，鋰離子電池差不多增長了十倍，這應(yīng)該是鋰離子電子的一個無窮的優(yōu)勢。
咱們?nèi)缃裨?a href="http://www.shgwx.com/tags-124.html">電動汽車中所運用的鋰離子電池還請求更高的能量密度。這么電池輸出的功率就更大，這對電動汽車來說是一個必備條件，也是無窮的優(yōu)勢。現(xiàn)在到還沒看到由于能量密度大致使電動汽車安全事端發(fā)作的報導(dǎo)。
假如要把能量密度和安全性扯上聯(lián)系的話，也就只能從這個視點剖析：能量密度高就答應(yīng)大電流放電，比方在電動汽車上就請求電池進行大規(guī)模放電，業(yè)界稱為10C或是20C放電，這一點鋰電池能做到，可是鉛酸蓄電池就做不到。這么大規(guī)模的放電就會使得電流過大，然后致使部分過熱，帶來安全危險。所以假如這么剖析的話，這里邊卻是也有必定的聯(lián)系。但通常狀況下，咱們都不會把電池的安全性和能量密度連在一起看。
