联想召回11万台笔记本电脑、小米移动电源无故爆炸、三星问题电池原因终于尘埃落定、特斯拉半年内发生5起火灾……这些锂电池事故,为何都指向18650电芯这一个元凶?先来回顾一下这些事故情况:
联想笔记本锂电池出问题:召回11万余台
日前,联想(北京)有限公司向国家质检总局提交召回报告,决定自2014年3月27日起,在中国大陆地区召回2010年10月至2011年4月之间出售的部分型号(涉及中国大陆机器型号为:Edge11、Edge13系列;T410;X100e、X201、X201s系列)ThinkPad笔记本电脑的锂离子电池,涉及数量约117732台。
记者了解到,本次召回所涉及产品的电池在偶然情况下会发生故障,导致电池外壳过热,存在安全隐患。联想(北京)有限公司将为召回范围内的产品免费更换锂离子电池,以消除安全隐患。
索尼发布笔记本电池隐患警告锂电池松下造
近日,日本索尼公司警告消费者,停止使用其新款VaioFit11A型笔记本电脑,原因是电脑锂电池存在过热隐患,可能导致起火。
索尼说,自今年2月上市以来,已在全球52个国家和地区卖出大约2.6万台这一型号笔记本,包括日本国内售出3500台。
这家电子巨头介绍,3月19日至4月8日,共发生3起锂电池过热导致笔记本熔化事件,其中日本、中国大陆和中国香港各一起,但没有人员伤亡报告。
索尼说,今后可能会召回这些电脑,但目前要求消费者停止使用。今后几周,公司将发布更多信息,包括维修、退货或免费换货等选项。
“存在电池过热风险,可能损坏电脑部件,”索尼在一份声明中说,“我们要求消费者立即停止使用他们的笔记本电脑,拔掉电源,停止使用。”
共同社报道,Fit11A既可作笔记本使用,也可变形为台式电脑,是索尼推出的Vaio系列最新一款。
这款笔记本的锂离子电池由日本松下电器产业公司制造。后者表示,将“完全配合”索尼公司的调查。
小米移动电源无故爆炸18650引非议
4月14日,微博网友@两本圣经Y发布微博称,其购买的小米移动电源发生爆炸,并引起小范围起火。
该网友称,其拥有的小米移动电源在未使用的情况下发生两次爆炸。第一次是在餐桌上爆炸,随后,该移动电源电芯飞射出4米远,并引起沙发起火。
据悉,小米移动电源使用的是18650电芯。锂是元素周期表中非常活泼的金属,遇到氧气时会发生爆炸。移动电源在制作时,都已经做了防泄漏的处理,经过多年的改进,在安全性能的表现上已经得到了很大的完善。
为了防止正负极接触造成短路,18650锂电池电芯内会加入一种隔膜纸,防止短路。当电压超过规定值时(过充),负极的锂原子已经饱和,后续的锂金属会堆积在负极,这些锂金属由负极向锂离子来的方向形成树枝状结晶,这些结晶会穿过隔膜纸,破坏电池的内部结构,造成短路,有时在短路发生前就会发生爆炸。因为过充时电解液材料会发生裂解,产生气体,涨破电池外壳,有气体进入,与锂原子相遇,发生反应,后果如电池封口处漏液,严重时就会造成爆炸事故。
根据该网友透露的情况,移动电源爆炸时并没有进行充电操作,也就排除的过充的可能性,其真正的爆炸原因还未知。
三星澄清:Galaxy手机问题电池来自日本
南韩媒体报导,三星Galaxy系列智能手机的锂离子电池出现膨胀现象,提供三星电子手机电池的生产商Elentec,其电池材料来自日本,而不是中国大陆。
南韩联合新闻通讯社指出,由于中国大陆产电池最近几年多次出现品质问题,因此在三星Galaxy系列智慧手机的锂离子电池出现膨胀现象,有人推测问题电池可能来自中国大陆的山寨货。但联合新闻通讯社今天调查采访结果,电池生产商Elentec的电池材料购买地为日本,而非中国大陆。
报导说,Elentec在去年底发布的季度报告中表示,该公司使用的主要材料是用于手机等电池的锂离子电芯,这些主要由日本日立和三星SDI等公司提供。从日本日立购买的金额约为1274亿韩元(约新台币35.88亿元),占比达90%,从三星SDI等其他制造商购买的金额为140亿韩元左右,占比为10%。Elentec在报告书中没有提到引进中国大陆产的电池芯。
报导指出,过去与手机电池相关的安全事件常常被推测是使用了来自中国大陆的山寨货,而此次Elentec生产的电池的材料来自日本较为例外。因此有人指出,三星电子在接受Elentec供货的过程中,可能没有做好品质管理。
三星电子去年11月曾根据韩国消费者院的建议,免费给消费者更换了GalaxyS3的电池,该电池生产商为Elentec。此次三星手机GalaxyNote系列的电池再度出现膨胀现象,而三星在消费者院再次建议后才决定向消费者提供免费更换服务。
报导并指出,GalaxyS3和GalaxyNote、GalaxyNote2上市的时间分别相隔6个月,也就是说三星在一年多的时间内,根本没有意识到同一供货商提供的电池有问题。
对此三星电子表示,电池膨胀现象是电池长期使用后发生的自然现象,不能说是电池本身有问题。不过为了用户方便使用,公司将免费更换发生膨胀现象的Elentec电池。
特斯拉半年5次起火
去年10月至今特斯拉ModelS共发生5次起火事故,并未造成人员伤亡,5次起火事故大多数均与锂电池有关。特斯拉在今年1月对于消费者提供了更新版墙壁适配器以及提供更新版充电软件等措施在内的多项措施。时隔一个月后,特斯拉ModelS再次起火,而对于最近发生的这次起火事故,特斯拉官方澄清起火点并不是电池、充电系统、适配器或电源插座。同时还表示:“偶尔的火灾是每个汽车公司都会面临的问题,因为没有车辆是完全防火的,其中燃烧汽油的汽车平均发生火灾的概率大概是特斯拉汽车的5倍至10倍。”
半年内五次出现起火事故,其中有两起是在车主驶过路面上的残骸致使电池箱被刺穿后发生的。对于这样接连发生的起火事故,美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)目前正在调查ModelS电池系统的安全性。而对于特斯拉电动汽车被引起调查,特斯拉CEO伊隆·马斯克表示:他相信NHTSA的调查将不会引致ModelS召回。
先抛开小米,小编疑惑为何作为全球最大的笔记本电脑供应商的联想,极客技术先锋代表特斯拉、顶级品牌三星松下等等都会发生锂电池安全事故呢?锂电池的安全反思,不得不重视。尤其是作为笔记本用的锂电池,业界指出笔记本电池无论是生产制造还是工艺水平上都已高度成熟。那为何还会有事故发生?联想公司又是如何回应的?
联想公司称,召回所涉及产品的电池在偶然情况下会发生故障,导致电池外壳过热,存在安全隐患。此前,相关媒体已经发布了两起由于电池过热而导致机器损毁的报道。
“笔记本电池外壳发热只是一个外在的表象,具体的原因虽然尚不清楚,但联想召回举动至少可以确定,这些笔记本电池在电芯或者电路板设计中存在一定的缺陷。”欣旺达一位负责笔记本电池研发的资深工程师表示。
一般而言,笔记本电池由PACK厂根据电脑厂商的具体要求采购电芯,在此基础上进行研发设计(包括整个电路设计、软件设计、电芯参数设定等)和规模化生产,在出厂前,PACK厂会对笔记本电池做系统检测,与此同时,电脑厂商还会做电池与笔记本相匹配的整体测试。
按照联想公布的笔记本电池召回型号,记者上网进行查询后发现,这批召回的笔记本搭载的普遍为6~9芯锂离子电池。有业内人士据此推断,这批电池为18650锂离子电芯构成的电池模组。
“18650电芯目前的生产制造水平已经十分成熟,在一致性和稳定性上一般不会出现问题。”东莞鸿德电池总经理马开营推测,此次召回的系列产品主要为联想的高端机型,因此其采用国内电芯的可能性不大。
而一位行业知情人士则透露,联想的笔记本电池主要由台湾PACK企业新普提供,新普在高端笔记本上采用的主要为LG和松下的电芯。
松下、LG的18650电芯自动化制造水平已经非常高了,由工艺及材料因素引起的电芯安全性问题概率很小,在上述人士看来,电池外壳发热存在几种可能性,一种是由于电芯成组时的芯片管理系统存在缺陷而导致的外部短路,这与电池系统设计及电池组装有密切关系,因此由这种情况产生的召回,责任一般会由PACK厂承担。
另外一种则可能是由过充等使用方式不当所引发的。从锂电池安全性来看,工艺及材料因素引起的短路容易避免,但应用过程中局部过充和短路则无法完全规避,这可能造成锂电池的发热和燃烧。
包括使用18650电芯的特斯拉电动车,其多次燃烧电池事故也说明锂离子电池遇到的不仅仅是材料和工艺的问题,还涉及到使用过程中锂电池本身是否安全这一根本问题,这也已成为包括电芯企业和PACK厂都无法绕开的一大行业难题。
业界:高端应用之困
对于国内众多电芯和PACK企业而言,除了要解决锂电池使用过程中安全性的技术难题之外,还同时面临着一个亟待解决的市场困局:如何才能进入笔记本电池这个高端应用领域。
“日韩企业一直在高端18650型锂离子电池领域处于统治地位。国内电池厂和原装笔记本电池从来就没有多大关系。”深圳市创明电池技术有限公司副总经理程建良直截了当的表示,国内锂电池制造企业普遍混迹于下游中低端应用市场,工艺流程与产品品质受长期的价格战拖累而改善缓慢。
在笔记本电池中,18650型锂离子电池一般需要串并联使用,因此对电池的一致性要求较高,这对于松下、三星、LG等使用高度自动化生产设备的大型锂离子电池生产商来说极具竞争优势。
程建良介绍,目前,国内的18650电芯产业集中度低,主要应用在二次笔记本电池以及移动电源等领域,“低成本、低品质、低价格”一度成为国产锂电池企业的标签,严重影响了中国锂电行业在国际高端应用市场的发展。
对于目前行业的发展,深圳市卓能新能源科技有限公司总经理黄国文表示无奈,“中国锂电如果想占领更多高端市场份额,就要彻底改变目前价格竞争主导的行业恶性循环,注重产品品质改善与技术革新投入,打造更多有实力有能力与三星、松下等国际品牌抗衡的企业。”
而与此同时,和电芯企业所面临的情况一样,国内PACK企业同样远未达到国际笔记本电脑厂商的要求。
相对于手机等数码产品电池只是单个电池芯保护板的简单封装,笔记本电池PACK一般涉及到多个电芯的管理,涵盖了电芯的排列组合、充放电保护、提高充放电效率以及保持电池组稳定性等一系列技术难题。因此行业门槛相对较高。
目前,全球笔记本电脑电池模组80%的市场份额被台湾企业控制,拥有包括新普、顺达、加百裕等一批知名PACK厂商。其中,新普就是联想最大的电池供货商,作为世界最大的笔记本电池模组供应商,其占据着全球25%的笔记本电池市场份额。
“这些PACK巨头的优势在于快速响应能力、成本控制能力、高效研发能力三者共同形成的竞争优势,国内的PACK企业虽然在成本控制方面的优势比较明显,但在快速响应以及技术研发方面还存在短板。”上述欣旺达资深工程师表示。
然而在不少业内人士看来,这种高端应用市场缺失的局面正在得到改变。
伴随着全球一体化的发展,我国在市场、人力资源、原材料、设备、管理成本和社会服务等各个环节的系统性优势趋于明显,整个锂电池产能和竞争不断集中,加上制造水平和技术研发日趋成熟,国内锂电池企业面临着和当年台湾企业一样的市场机遇。
与此同时,随着笔记本电脑往轻薄化发展,软包聚合物电池的市场份额正不断扩大,用18650电芯成组的电池正在逐渐退出笔记本电池的舞台。目前,18650电芯成组的电池只占到整个笔记本电池份额的三分之一左右,其市场份额开始逐渐被聚合物软包电池替代。其对锂电池模组厂商的技术要求有所降低,因此对国内PACK厂商来说是一个“弯道超车”的机会。
聚合物软包电池一方面由于款式设计更具柔性,能更好的满足轻薄的发展需要,同时,聚合物电池虽然也会存在漏液等安全问题,但由于其软包外壳,因此不会发生由发热引发的爆炸。因此,未来笔记本电池上聚合物电池是一个发展趋势。
而伴随着这种变化,已经有一些国内的电池企业开始有机会进入到笔记本电池供应链,高工锂电产业研究所(GBII)副所长罗焕塔介绍,目前,包括ATL、珠海光宇、欣旺达、飞毛腿等国内一批电芯和PACK企业已经开始陆续和一些国际笔记本电脑企业进行合作。
结语:
从个人而言,锂电池安全事故频繁发生,涉及到生命财产安全,我们购买使用应存一份小心;从生产厂家而言,这涉及到厂家的信誉与良心;而从应用领域而言,锂电池的安全事故,则提供了国内生产厂家机会,毕竟,如笔记本、电动汽车锂电池大都采用国外厂家的产品,提高锂电池应用能力,相信国内厂家“弯道超车”也指日可待。