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【解构终端之电池】电池,手机的硬道理

2017年2月23日 07:42  通信产业网  作 者:康嘉林

2016年,全球手机出货量冠亚军苹果和三星都在电池安全的阴沟里翻了大船,苹果关机门全年不断发酵,全球范围内召回与更换电池等举措让苹果公司尴尬不已;三星盖乐世Note 7电池爆炸更造就了史上最短寿命旗舰机,引发热议。

曾几何时,手机处理器从单核、双核,发展到四核、六核甚至八核心;屏幕分辨率也从720P、1080P一路走到2K;内存从2GB、4GB逐渐完善至6GB,存储空间、摄像头都遵循摩尔定律,每一年都成倍增长,然而唯有电池容量始终无法实现飞跃式突破。偶然之中存在必然,当手机行业集体面临的电池技术创新困境让安全问题不断放大之际,我们不禁发问,拿什么拯救你,我的电池?

市场巨大

2016年,我国智能手机市场增速明显放缓,众多供应链上游企业也多少受到影响。然而在所有的企业中,电池解决方案商一直延续着健康稳定的发展速度,不少业内人士表示该领域厂家不仅没有陷入经营困境,不少企业还迎来了机遇并存的艳阳天。

数据显示,自2012年开始,无论智能手机市场如何风起云涌,电池解决方案市场都保持着30%至40%的增长幅度。越来越多的客户希望采购性能更强的解决方案,他们需要寿命更长、容量密度更大、体积更小的产品。根据市场脉络,电池厂商如果规划与筹谋得当,提升产品销量并可获得巨大收益。

目前,聚合物与软包装电池方案已经成为行业的主流趋势。虽然很长一段时间内,铝壳电池仍然保持着很高的出货量,但从这几年市场需求的表现来看,铝壳电池的产量逐年下降,市场占有率也越来越低。继续醉心于该市场,将意味着走向产能过剩的红海竞争。聚合物与软包装电池方案已成为高端产品市场的主流选择,包括苹果、三星和华为等主流终端厂商都已进驻该市场,短时间内不会存在争议。

不爆炸是硬道理

虽然我国电池解决方案厂商进步之快势不可挡,但是无论是起步时间还是技术能力,日韩等企业依然是全球范围内电池解决方案市场的领先者。

去年因三星Note 7爆炸事件而备受非议的三星SDI便是韩国电池市场的佼佼者,从2000年开始,三星SDI就开始生产小型锂电池设备,三星SDI在柔性电池的开发上占有技术优势。

不过,作为三星“亲儿子”的SDI所犯下的致命错误或许已使其万劫不复,2017年1月,三星电子通信部总裁高东真公布Note 7爆炸门调查结果时曾表示,Note7采用的两种电池设计与制造过程中存在问题,其中一种电池卷心右上端角落出现挤压现象,烧损原因是负极板遭受压迫,负极端其他因素也提高了发生事故的概率。尽管三星没有公布该电池制造商的名字,但极有可能是供应被召回Note 7的65%电池的三星SDI。

而Note 7的另外一家电池方案制造商ATL亦成为“重灾区”,高东真表示,另外一种电池则发现铜箔融化现象,可以确定是事故源头,原因是焊接过程中产生的毛刺穿破绝缘膜,接触负极引发短路,部分电池甚至没有绝缘膜。

据了解,手机电池使用的锂离子电池,是通过锂离子在正极与负极之间的来回运动而实现电池的充放电功能。在充电时,充电器的电流将正极中的锂离子赶了出来,这些锂离子经过正极与负极之间的电解液“游”到负极中;而放电时,这些锂离子又从负极中经过电解液“游”回正极中,为手机工作提供电能。

在这个过程中,正极与负极一定不能直接接触,如果电池的温度高到使绝缘隔膜融化或根本没有配备绝缘膜,使得正负极接触,则会出现短路。此时,电池储存的能量迅速释放,短时间内产生大量的热,迅速蒸发电解液,导致电池迅速膨胀漏气,并起火燃烧。

一位电池行业分析师对《通信产业报》(网)记者表示,为了提升电池的体积能量密度、延长手机电池续航能力,三星的电池制造工艺才会出现如此大的纰漏,当然,除了供应商太赶进度外,如果三星事先能够加强制造和质量控制,这一悲剧或许会被避免。

在唯快不破的手机消费“快餐”时代,厂商越来越追求大电池的极致效果以满足消费者日益变化的需求,却忽略了自身在产品设计及品控上的把控能力,一个个血的教训也为手机厂商敲响警钟,消费者追求完美续航、超大电池容量的同时,产品安全根基也不可撼动。

电池技术的下半场

大容量电池升级工艺难上加难,在厂商的焦虑中,另辟蹊径已是不争的事实。于是各大厂商开始在软件优化、节能续航上想办法、做工作,在续航及充电方面大作文章。

其中,在充电上的突破更为明显,不能续航长,就把充电时间变短。过去一年里,电池快充技术迅速席卷整个智能手机市场,在现有电池技术无法取得突破的情况下,快充技术已然成为解决续航问题的最好方法,也成为智能手机极为重要的卖点。

此外,为避免下代电池出现自燃现象,业界一直尝试寻找新的方式来防止火灾隐患。研究表明,在电池内部的电解液中新增两种化学成分,其中一种成分为硝酸锂,能够改善续航表现,另一种成分为锂聚硫,可以分解电极。这两种化学材质还提高了电池的耐久度,在多次电池循环之后,电池容量依然保持99%以上。

可见,虽然面临种种安全问题,但是在电池技术出现重大突破之前,各类锂电池仍然不可代替,未来电池技术的下半场,除了电池方案提供商和手机厂商需对产品负责、对消费者负责外,更重要的是各国产品安全监管机构应出台更完善的电池检测机制,多一分检测、多一分安全。

编 辑:章芳
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