小米特斯拉聯(lián)想等鋰電池安全事故盤點 - 全文

　　聯(lián)想筆記本鋰電池出問題：召回11萬余臺

　　日前，聯(lián)想（北京）有限公司向國家質(zhì)檢總局提交召回報告，決定自2014年3月27日起，在中國大陸地區(qū)召回2010年10月至2011年4月之間出售的部分型號（涉及中國大陸機(jī)器型號為：Edge 11、 Edge 13系列；T410；X100e、X201、X201s系列）ThinkPad筆記本電腦的鋰離子電池，涉及數(shù)量約117732臺。

　　記者了解到，本次召回所涉及產(chǎn)品的電池在偶然情況下會發(fā)生故障，導(dǎo)致電池外殼過熱，存在安全隱患。聯(lián)想（北京）有限公司將為召回范圍內(nèi)的產(chǎn)品免費更換鋰離子電池，以消除安全隱患。

　　索尼發(fā)布筆記本電池隱患警告 鋰電池松下造

　　近日，日本索尼公司警告消費者，停止使用其新款Vaio Fit 11A型筆記本電腦，原因是電腦鋰電池存在過熱隱患，可能導(dǎo)致起火。

　　索尼說，自今年2月上市以來，已在全球52個國家和地區(qū)賣出大約2.6萬臺這一型號筆記本，包括日本國內(nèi)售出3500臺。

　　這家電子巨頭介紹，3月19日至4月8日，共發(fā)生3起鋰電池過熱導(dǎo)致筆記本熔化事件，其中日本、中國大陸和中國香港各一起，但沒有人員傷亡報告。

　　索尼說，今后可能會召回這些電腦，但目前要求消費者停止使用。今后幾周，公司將發(fā)布更多信息，包括維修、退貨或免費換貨等選項。

　　“存在電池過熱風(fēng)險，可能損壞電腦部件，”索尼在一份聲明中說，“我們要求消費者立即停止使用他們的筆記本電腦，拔掉電源，停止使用?！?/p>

　　共同社報道，F(xiàn)it 11A既可作筆記本使用，也可變形為臺式電腦，是索尼推出的Vaio系列最新一款。

　　這款筆記本的鋰離子電池由日本松下電器產(chǎn)業(yè)公司制造。后者表示，將“完全配合”索尼公司的調(diào)查。

　　小米移動電源無故爆炸 18650引非議

　　4月14日，微博網(wǎng)友@兩本圣經(jīng)Y發(fā)布微博稱，其購買的小米移動電源發(fā)生爆炸，并引起小范圍起火。

　　該網(wǎng)友稱，其擁有的小米移動電源在未使用的情況下發(fā)生兩次爆炸。第一次是在餐桌上爆炸，隨后，該移動電源電芯飛射出4米遠(yuǎn)，并引起沙發(fā)起火。

　　據(jù)悉，小米移動電源使用的是18650電芯。鋰是元素周期表中非?；顫姷慕饘伲龅窖鯕鈺r會發(fā)生爆炸。移動電源在制作時，都已經(jīng)做了防泄漏的處理，經(jīng)過多年的改進(jìn)，在安全性能的表現(xiàn)上已經(jīng)得到了很大的完善。

　　為了防止正負(fù)極接觸造成短路，18650鋰電池電芯內(nèi)會加入一種隔膜紙，防止短路。當(dāng)電壓超過規(guī)定值時（過充），負(fù)極的鋰原子已經(jīng)飽和，后續(xù)的鋰金屬會堆積在負(fù)極，這些鋰金屬由負(fù)極向鋰離子來的方向形成樹枝狀結(jié)晶，這些結(jié)晶會穿過隔膜紙，破壞電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，造成短路，有時在短路發(fā)生前就會發(fā)生爆炸。因為過充時電解液材料會發(fā)生裂解，產(chǎn)生氣體，漲破電池外殼，有氣體進(jìn)入，與鋰原子相遇，發(fā)生反應(yīng)，后果如電池封口處漏液，嚴(yán)重時就會造成爆炸事故。

　　根據(jù)該網(wǎng)友透露的情況，移動電源爆炸時并沒有進(jìn)行充電操作，也就排除的過充的可能性，其真正的爆炸原因還未知。

　　三星澄清：Galaxy手機(jī)問題電池來自日本

　　南韓媒體報導(dǎo)，三星Galaxy系列智能手機(jī)的鋰離子電池出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，提供三星電子手機(jī)電池的生產(chǎn)商Elentec，其電池材料來自日本，而不是中國大陸。

　　南韓聯(lián)合新聞通訊社指出，由于中國大陸產(chǎn)電池最近幾年多次出現(xiàn)品質(zhì)問題，因此在三星Galaxy系列智慧手機(jī)的鋰離子電池出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，有人推測問題電池可能來自中國大陸的山寨貨。但聯(lián)合新聞通訊社今天調(diào)查采訪結(jié)果，電池生產(chǎn)商Elentec的電池材料購買地為日本，而非中國大陸。

　　報導(dǎo)說，Elentec在去年底發(fā)布的季度報告中表示，該公司使用的主要材料是用于手機(jī)等電池的鋰離子電芯，這些主要由日本日立和三星SDI等公司提供。從日本日立購買的金額約為1274億韓元（約新臺幣35.88億元），占比達(dá)90%，從三星SDI等其他制造商購買的金額為140億韓元左右，占比為10%。Elentec在報告書中沒有提到引進(jìn)中國大陸產(chǎn)的電池芯。

　　報導(dǎo)指出，過去與手機(jī)電池相關(guān)的安全事件常常被推測是使用了來自中國大陸的山寨貨，而此次Elentec生產(chǎn)的電池的材料來自日本較為例外。因此有人指出，三星電子在接受Elentec供貨的過程中，可能沒有做好品質(zhì)管理。

　　三星電子去年11月曾根據(jù)韓國消費者院的建議，免費給消費者更換了Galaxy S3的電池，該電池生產(chǎn)商為Elentec。此次三星手機(jī)Galaxy Note系列的電池再度出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，而三星在消費者院再次建議后才決定向消費者提供免費更換服務(wù)。

　　報導(dǎo)并指出，Galaxy S3和Galaxy Note、Galaxy Note 2上市的時間分別相隔6個月，也就是說三星在一年多的時間內(nèi)，根本沒有意識到同一供貨商提供的電池有問題。

　　對此三星電子表示，電池膨脹現(xiàn)象是電池長期使用后發(fā)生的自然現(xiàn)象，不能說是電池本身有問題。不過為了用戶方便使用，公司將免費更換發(fā)生膨脹現(xiàn)象的Elentec電池。

　　特斯拉半年5次起火

　　去年10月至今特斯拉Model S共發(fā)生5次起火事故，并未造成人員傷亡，5次起火事故大多數(shù)均與鋰電池有關(guān)。特斯拉在今年1月對于消費者提供了更新版墻壁適配器以及提供更新版充電軟件等措施在內(nèi)的多項措施。時隔一個月后，特斯拉Model S再次起火，而對于最近發(fā)生的這次起火事故，特斯拉官方澄清起火點并不是電池、充電系統(tǒng)、適配器或電源插座。同時還表示：“偶爾的火災(zāi)是每個汽車公司都會面臨的問題，因為沒有車輛是完全防火的，其中燃燒汽油的汽車平均發(fā)生火災(zāi)的概率大概是特斯拉汽車的5倍至10倍?！?/p>

　　半年內(nèi)五次出現(xiàn)起火事故，其中有兩起是在車主駛過路面上的殘骸致使電池箱被刺穿后發(fā)生的。對于這樣接連發(fā)生的起火事故，美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）目前正在調(diào)查Model S電池系統(tǒng)的安全性。而對于特斯拉電動汽車被引起調(diào)查，特斯拉CEO伊隆·馬斯克表示：他相信NHTSA的調(diào)查將不會引致Model S召回。

　　聚合物鋰電池的分類與安全使用匯總

　　聚合物鋰電池即聚合物鋰離子電池。根據(jù)鋰離子電池所用電解質(zhì)材料的不同，鋰離子電池分為液態(tài)鋰離子電池（LiquifiedLithium-IonBattery，簡稱為LIB）和聚合物鋰離子電池（PolymerLithium-IonBattery，簡稱為PLB）。聚合物鋰離子電池所用的正負(fù)極材料與液態(tài)鋰離子都是相同的，正極材料分為鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰材料，負(fù)極為石墨，電池工作原理也基本一致。它們的主要區(qū)別在于電解質(zhì)的不同，液態(tài)鋰離子電池使用液體電解質(zhì)，聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質(zhì)來代替，這種聚合物可以是“干態(tài)”的，也可以是“膠態(tài)”的，目前大部分采用聚合物膠體電解質(zhì)。

　　1分類

　　固體

　　固體聚合物電解質(zhì)鋰離子電池電解質(zhì)為聚合物與鹽的混合物，這種電池在常溫下的離子電導(dǎo)率低，可在常溫下使用。

　　凝膠

　　凝膠聚合物電解質(zhì)鋰離子電池即在固體聚合物電解質(zhì)中加入增塑劑等添加劑，從而提高離子電導(dǎo)率，使電池可在常溫下使用。

　　聚合物

　　聚合物正極材料的鋰離子電池采用導(dǎo)電聚合物作為正極材料，其比容量相對增加。由于用固體電解質(zhì)代替了液體電解質(zhì)，與液態(tài)鋰離子電池相比，聚合物鋰離子電池具有可薄形化、任意面積化與任意形狀化等優(yōu)點，因此可以用鋁塑復(fù)合薄膜制造電池外殼，從而可以改善整個電池的比容量；聚合物鋰離子電池還可以采用高分子作正極材料，其質(zhì)量比能量將會比目前的液態(tài)鋰離子電池提高20%以上。聚合物鋰離子（PolymerLithium-IonBattery）電池具有小型化、薄型化、輕量化的特點。因此，聚合物電池在市場占有會逐漸增多。

　　2特點

　　聚合物鋰離子電池具有以下特點：

　?、偎苄戊`活性；

　?、诟叩馁|(zhì)量比能量（3倍于MH-Ni電池）；

　?、垭娀瘜W(xué)穩(wěn)定窗口寬，可達(dá)5V；

　?、芡昝赖陌踩煽啃裕?/p>

　?、莞L循環(huán)壽命，容量損失少；

　　⑥體積利用率高；

　?、邚V泛的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　3注意事項

　　一重視短路情況

　　聚合物鋰離子電池，在充電過程中很容易發(fā)生短路情況。包括：內(nèi)部短路，外部短路等情況。

　　雖然，現(xiàn)在大多數(shù)鋰離子電池都帶有防短路的保護(hù)電路，還有防爆線，但很多情況下，這個保護(hù)電路在各種情況下不一定會起作用，防爆線能起的作用也很有限。

　　二充電不要過充

　　聚合物鋰離子電池，如果充電時間過長，發(fā)生膨脹的可能性就會加大。

　　鋰的化學(xué)性質(zhì)非?；顫姡苋菀兹紵?，當(dāng)電池充放電時，電池內(nèi)部持續(xù)升溫，活化過程中所產(chǎn)生的氣體膨脹，電池內(nèi)壓加大，壓力達(dá)到一定程度，如外殼有傷痕，即會破裂，引起漏液、起火，甚至爆炸。而聚合物鋰離子電池只會膨脹。

　　大家在使用時候，一定要注意安全。

　　4原理

　　鋰離子電池目前有液態(tài)鋰離子電池（LIB）和聚合物鋰離子電池（PLB）兩類。其中，液態(tài)鋰離子電池是指Li+嵌入化合物為正、負(fù)極的二次電池。正極采用鋰化合物L(fēng)iCoO2，LiNiO2或LiMn2O4，負(fù)極采用鋰—碳層間化合物L(fēng)ixC6，典型的電池體系為：

　?。?）C|LiPF6—EC+DEC|LiCoO2（+）

　　聚合物鋰離子電池

　　正極反應(yīng)（氧化反應(yīng)）：LiCoO2=Li1-xCoO2+xLi++xe

　　負(fù)極反應(yīng)（還原反應(yīng)）：6C+xLi++xe-=LixC6

　　電池總反應(yīng)：LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC6

　　聚合物鋰離子電池的原理與液態(tài)鋰相同，主要區(qū)別是電解液與液態(tài)鋰不同。電池主要的構(gòu)造包括有正極、負(fù)極與電解質(zhì)三項要素。所謂的聚合物鋰離子電池是說在這三種主要構(gòu)造中至少有一項或一項以上使用高分子材料做為主要的電池系統(tǒng)。而在目前所開發(fā)的聚合物鋰離子電池系統(tǒng)中，高分子材料主要是被應(yīng)用于正極及電解質(zhì)。正極材料包括導(dǎo)電高分子聚合物或一般鋰離子電池所采用的無機(jī)化合物，電解質(zhì)則可以使用固態(tài)或膠態(tài)高分子電解質(zhì)，或是有機(jī)電解液，一般鋰離子技術(shù)使用液體或膠體電解液，因此需要堅固的二次包裝來容納可燃的活性成分，這就增加了重量，另外也限制了尺寸的靈活性。

　　新一代的聚合物鋰離子電池在形狀上可做到薄形化（ATL電池最薄可達(dá)0.5毫米，相于一張卡片的厚度）、任意面積化和任意形狀化，大大提高了電池造型設(shè)計的靈活性，從而可以配合產(chǎn)品需求，做成任何形狀與容量的電池，為設(shè)備開發(fā)商在電源解決方案上提供了一些設(shè)計靈活性和適應(yīng)性，以最大化地優(yōu)化其產(chǎn)品性能。同時，聚合物鋰離子電池的單位能量比目前的一般鋰離子電池提高了20%，其容量、與環(huán)保性能等方面都較鋰離子電池，有一些改善。

　　5展望

　　目前手機(jī)有以下幾個發(fā)展趨勢：

　?。?）手機(jī)本身向小型化、薄化方向發(fā)展，以方便消費者的攜帶；

　?。?）手機(jī)設(shè)計的個性化，表現(xiàn)在設(shè)計理念已經(jīng)不再是原來方方正正的形狀，不規(guī)則形狀、曲線、弧面設(shè)計成為手機(jī)設(shè)計美學(xué)化的主流；

　　（3）使用彩屏、手機(jī)功能的不斷增加。為了使手機(jī)小型化，電池減小、減薄是一個最有效的途徑。4mm以下厚度電池有成為薄型手機(jī)配置的主流趨勢，從性價比來講，這是聚合物的特長。不規(guī)則形狀、曲線、弧面設(shè)計造型的手機(jī)給電池留下的有效空間變成了不規(guī)則形狀。液態(tài)的長方型不能有效利用空間，容量較低，而疊片式聚合物可以將這種不規(guī)則空間最有效地利用起來，使容量放大。最近TCL金能公司推出的圓弧型電池、梯形電池、背包電池能使手機(jī)比使用相應(yīng)規(guī)格的液態(tài)電池容量增加20%以上。手機(jī)功能越來越多，導(dǎo)致耗電越來越多。要求電池容量相應(yīng)地增加。在不增加電池厚度的情況下，聚合電池是有明顯優(yōu)勢的。與此相似，筆記本電腦、藍(lán)牙耳機(jī)、小靈通手機(jī)、移動DVD等電器都在向移動、便攜化方向發(fā)展，都配上了液晶顯示，而且功能在不斷增多，液晶屏幕在不斷增大。這些都給聚合物鋰離子電池提供了一些機(jī)會。

　　聚合物鋰離子電池在全球技術(shù)成熟并商業(yè)化已經(jīng)2年多時間了，雖然銷量正在快速增長，但其市場份額還在10%左右，和液態(tài)鋰電90%的市場份額無法相比，大大低于人們的預(yù)期。由于各種原因，目前市場上聚合物的價格普遍要高于液態(tài)鋰電，但是，由于移動電器的競爭模式正在悄悄地發(fā)生變化，特別是聚合物電池給移動電器帶來的設(shè)計價值創(chuàng)新（如4mm厚度以下的優(yōu)越性能、大型規(guī)格電池），聚合物電池正被越來越多的手機(jī)、移動DVD等設(shè)計人員所認(rèn)識，因而聚合物廠商還是信心十足，堅信聚合物的時代一定會到來。

　　6 優(yōu)缺點

　　優(yōu)點

　　1.單體電池的工作電壓高達(dá)3.6v~3.8v遠(yuǎn)高于鎳氫和鎳鎘電池的1.2V電壓。

　　2.容量密度大，其容量密度是鎳氫電池或鎳鎘電池的1.5~2.5倍，或者更高。

　　3.自放電小，在放置很長時間后其容量損失也很小。

　　4.壽命長，正常使用其循環(huán)壽命可達(dá)到500次以上。

　　5.沒有記憶效應(yīng)，在充電前不必將剩余電量放空，使用方便。

　　6.安全性能好

　　聚合物鋰電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑軟包裝，有別于液態(tài)電芯的金屬外殼，一旦發(fā)生安全隱患，液態(tài)電芯容易爆炸，而聚合物電芯最多只會氣鼓。

　　7.厚度小，能做得更薄

　　超薄，電池能夠組裝進(jìn)信用卡中。普通液態(tài)鋰電采用先定制外殼，后塞正負(fù)極材料的方法，厚度做到3.6mm以下存在技術(shù)瓶頸，聚合物電芯則不存在這一問題，厚度可做到1mm以下，符合時下手機(jī)需求方向。

　　8.重量輕

　　采用聚合物電解質(zhì)的電池?zé)o需金屬殼來作為保護(hù)外包裝。聚合物電池重量較同等容量規(guī)格的鋼殼鋰電輕40%，較鋁殼電池輕20%.

　　9.容量大

　　聚合物電池較同等尺寸規(guī)格的鋼殼電池容量高10～15%，較鋁殼電池高5～10%，成為彩屏手機(jī)及彩信手機(jī)的首選，現(xiàn)在市面上新出的彩屏和彩信手機(jī)也大多采用聚合物電芯。

　　10.內(nèi)阻小

　　聚合物電芯的內(nèi)阻較一般液態(tài)電芯小，目前國產(chǎn)聚合物電芯的內(nèi)阻甚至可以做到35mΩ以下，極大的減低了電池的自耗電，延長手機(jī)的待機(jī)時間，完全可以達(dá)到與國際接軌的水平。這種支持大放電電流的聚合物鋰電更是遙控模型的理想選擇，成為最有希望替代鎳氫電池的產(chǎn)品。

　　11.形狀可定制

　　制造商不用局限于標(biāo)準(zhǔn)外形，能夠經(jīng)濟(jì)地做成合適的大小。聚合物電池可根據(jù)客戶的需求增加或減少電芯厚度，開發(fā)新的電芯型號，價格便宜，開模周期短，有的甚至可以根據(jù)手機(jī)形狀量身定做，以充分利用電池外殼空間，提升電池容量。

　　12.放電特性佳

　　聚合物電池采用膠體電解質(zhì)，相比液態(tài)電解質(zhì)，膠體電解質(zhì)具有平穩(wěn)的放電特性和更高的放電平臺。

　　13.保護(hù)板設(shè)計簡單

　　由于采用聚合物材料，電芯不起火、不爆炸，電芯本身具有足夠的安全性，因此聚合物電池的保護(hù)線路設(shè)計可考慮省略PTC和保險絲，從而節(jié)約電池成本。

　　缺點

　　1.電池成本高，電解質(zhì)體系提純困難。

　　2.需要保護(hù)線路控制，過充或者過放都會使電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的可逆性遭到破壞，從而嚴(yán)重影響電池的壽命。

　　7 性能研究

　　對均聚物聚偏氟乙烯（PVdF）、偏氟乙烯與六氟丙烯的二元共聚物（PVdF-HFP）分別作為聚合物鋰離子電池骨架材料的性能進(jìn)行了對比研究。研究結(jié)果表明，采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段，可使PVdF作為聚合物鋰離子電池的骨架材料獲得比PVdF-HFP共聚物更為優(yōu)良的性能。

　?。ū疚木C合中國經(jīng)濟(jì)網(wǎng)、新華網(wǎng)、鳳凰科技、集微網(wǎng)、UPS應(yīng)用等相關(guān)媒體報道。）