18650电芯再起祸端

2018-08-16      1648 次浏览

作为全球最大的笔记本电脑供应商,联想又一次卷入了笔记本电池召回的漩涡。在这股漩涡之下,有对锂电池安全的担忧,有对联想电池供应链的质疑,甚至还有对国内锂电池高端应用缺失的反思。

3月底,联想(北京)有限公司向国家质检总局提交了召回报告,决定召回部分型号的ThinkPad笔记本电脑锂离子电池,涉及数量约117,732台。

作为联想旗下的高端品牌,ThinkPad凭借坚固和可靠的特性在消费者中颇受赞誉,然而,近年来,由于电池安全而引发的问题,已导致其产品多次被召回。

安全隐忧

事实上,作为锂电池的高端应用领域,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。在此背景之下,为何还会频繁出现由于安全隐患而导致的召回,这引发了外界对于锂电池安全性的担忧与质疑。

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。

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。

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