手机爆炸门频现 锂电池安全隐患背后调查
来源:高工锂电 作者:饶精华 时间:2013-07-14 11:48 点击:次
近期连续发生多起一线品牌手机旗舰机型充电过程中爆炸事故,手机锂电池安全恐慌快速漫延。
5月份期间多品牌手机频繁爆炸上演夜夜惊魂。
5月8日晚,济南市宋女士的一部购买不到4个月的iPhone 4S在充电时发生爆炸,一声巨响手机左侧炸开一条裂缝,从手机内部冒出明火燃烧持续约2分钟。
5月22日早上8点,厦门余小姐的一部春节期间网购的白色HTC智能手机使用过程中发生爆炸,“‘砰’的一声!手机蹦了起来机身炸开,电池掉在木地板上燃烧并冒出浓烟,差点炸到脸上。”
5月2 1日晚,惊魂一幕在泉州一网友身上发生,购买不到2个月的三星note2在充电过程中爆炸,机身燃烧成黑炭状。由于充电时手机放在床头,棉被枕头被爆炸物质溅射引燃着火,该网友手被灼伤。
5月28日,一位Reddit ID名为Vizionx1208的用户称,他的三星Galaxy S3智能手机在充电时爆炸,他被“一声巨响和奇怪的吱吱声吵醒”后发现手机起火,房间里充满了烟雾和臭味。
…………
查阅近期相关新闻,记者找到不低于8起智能手机爆炸事故的报道。“夜晚”、“充电过程中”、“燃烧”、“浓烟”等频繁出现的关键词让人不寒而栗。
手机为什么会突然爆炸起火?材料选配、制造流程、电芯PACK、性能测试、用户使用等,手机用锂离子电池的安全性受影响于生产制造中的哪些环节?新的电池技术应用能否从根源上杜绝悲剧的再次发生?
百万分之一
“锂离子电池不爆炸是不可能的,这只是一个概率大小的问题。”国内某手机锂离子电池制造企业的技术负责人告诉《高工锂电》,大陆地区生产的手机锂电池发生爆炸、燃烧等恶性故障概率以“百万分之一”作为一个临界点,以下主要供应给中低端手机品牌机型,这里面鱼龙混杂;以上则主要供应给国内一线品牌手机。
锂离子电池安全性能受电池材料选配、生产工艺流程、结构设计、电芯PACK等诸多环节影响,其中电池材料选配是造成电池安全事故的最直接因素,也是锂电池生产成本最高的部分,占比60%左右。
锂电池生产所需材料包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜、各种添加剂等多种材料。由于材料成本高企、再加上行业产能过剩严重,导致国内锂电池制造行业整体毛利率微薄。这也迫使一些国内锂电池企业不得不在材料选配上做文章。
上述负责人透露,目前手机锂电池用正极材料主要包括钴酸锂、三元材料、锰酸锂等。以上三种正极材料近期行业价格分别为:钴酸锂19万元左右/吨,三元13~14万元/吨,锰酸锂4~5万元/吨。
“手机锂电池原本应该用高纯度钴酸锂材料,但由于钴酸锂成本高、利润薄,厂家通常会掺杂部分三元材料,或直接用三元材料替代。”该人士告诉《高工锂电》,掺杂过三元材料的正极材料内部纯度会明显降低,其中含的金属单质类杂质;以及电池使用尤其是充电过程中,三元材料本身含的镍、钴、锰系金属氧化物经高温分解出氧气,同时析出金属单质,这些都可能造成锂电池内部短路。
手机厂的矛盾
“去年国内智能手机出货量超过2亿部,即使按百万分之一的恶性故障概率,则每天都可能有手机爆炸。”国内某知名品牌手机企业的一位项目负责人对《高工锂电》表示,手机生产厂商对电池安全性的检测控制环节相对薄弱,即使电池供应商提供的电池品质出现变动,他们也很难及时辨别出来。
通常情况下,国内手机厂对每批次采购回来的电池只进行简单的抽检,抽检比例接近万分之一。
这意味着每月上百万只的电池采购量,被测数量仅100颗左右。
抽检项目仅仅包含一些简单测试项目,例如:
测容量、过充过放、低(高)温性能等等。而且,手机厂一般都不会专门针对电池做危险系数极高的冲击、挤压、针刺等试验。
聊胜于无的抽检比例,再加上简单的测试项目。当电池经采购流通到手机厂,针对电池安全性的检测控制环节看起来似乎仅仅走了一个过场。
“我们也担着极大的风险,售出的手机一旦出现恶性故障,顾客肯定直接找到我们。”该负责人告诉《高工锂电》,手机厂通常会跟电池供应商签订采购协议,“百万分之一”的恶性故障率便包含其中。
手机安全事故发生概率一旦超过这个临界点,按照协议内容手机厂将对电池厂进行罚款处理,罚款金额一般为5万~20万元。
但是事实上,由于手机锂电池行业利润也非常低,手机厂对其进行罚款则意味着双方从此中断供货关系,这是手机厂更不希望看到的。因此,即使发生安全事故之后,手机厂通常也会选择大事化小、小事化了。
由于国产手机行业主要走中低端“千元机”路线,行业毛利率通常只有10%~15%。极低的产品利润迫使手机厂不断压缩成本,在电池上做手脚则成为他们的主要手段。
据上述负责人透露,目前手机锂电池类型主要分为铝壳电池,液态软包电池。前者发生恶性故障(即爆炸、起火等)的概率明显高于后者,而后者发生常规故障(例如鼓胀、漏液等)的概率又显著高于前者。
“我们更愿意使用铝壳电池。”该负责人表示,由于使用软包电池发生常规故障的频率远远高于铝壳电池,造成的频繁退换货次数也多于铝壳电池,这将进一步削减手机厂微薄的利润。而一旦出现铝壳电池爆炸事故,通常也只是赔偿用户一部手机而已。
事实上,目前除了上述两种手机电池类型,还有一种新的电池类型,即凝胶状态聚合物电池。
据深圳市比克电池公司中央研究部副总监林建博士透露,这种新型聚合物电池由于内部电解液等易燃物质为凝胶状态,即使发生内部短路也很少出现爆炸起火,安全性得到保障。
但由于这项技术国内起步较晚,技术成熟度不够;再加上还未能形成规模化生产,成本较高,其在国内手机行业的普及度并不广泛。
纵观整个国产手机产业链,各行业毛利率情况普遍不容乐观,大批国内企业仍靠出货量生存。
超低的利润造成手机厂商、电池厂商无论是在选择新技术还是可靠零配件方面,都受制于成本压力而不敢有所作为。消费者身边的手机何时爆炸仍只能听天由命。