近日,网络有个段子在流传,魅族“我出6”,苹果“我出7”,三星“我炸!”魅族、苹果:“要不起......”。这明显是讽刺三星Galaxy Note 7频繁发生的“炸机”事件,其被禁上飞机,是必须的。三星电子公司承认的已发现电池起火或爆炸类事故共35例,9月2日,三星宣布在全球范围内被召回250万台,但中国市场并不在被召回范围内。9月14日,在国家质检总局的压力下,三星备案了召回计划,数量为1858台。但这些召回的手机主要是测试体验用机,在中国正式发售的Note7手机不包括在内。
然而,9月18日,国行版三星Note7首炸,9月19日,再炸。然而,19日晚三星发表声明:“推断该产品损坏是因外部加热导致”,更有朝鲜日报离谱的报道“中国爆炸的Note 7是消费者用电磁炉加热所致”。相对于三星Note7在美国发生爆炸后,公司立刻禁止销售并全面召回,发邮件打电话敦促美国赶紧去换新。而对于中国用户,三星一直在辩解,似乎想逃脱责任。
三星不能是出完炸就要逃,应该是“亡羊补牢”。要分析一下三星Galaxy Note 7手机自9月初接连爆炸原因,那就必须去了解一下锂电池的工作原理。锂电池主要由阳极、阴极、隔膜、电解液等部分组成。锂电池的阴极含带正电离子,比如锂离子,阳极则相反。在充电期间,锂离子从阴极移动到阳极;在放电期间,锂离子则向相反的方向移动。在阴极和阳极之间的是被称为电解质的化学物质,能够帮助电离子移动,传导电流。
锂电池的两个电极不能直接接触,因为当两个电极接触时,电流能直接流向中间的电解质而非两侧的电极,这有可能会引起火花,甚至可能发生爆炸。恰恰是为了防止这种情况发生,电池制造商在阴阳两极之间插入了隔膜,锂电池隔膜的性能直接影响电池的内阻、界面结构、容量、循环性能和安全性。
那为何三星过去的电池不存在隔膜缺陷,而最新的产品却出了问题了呢?近年来,手机的机身越做越薄,与此同时人们对手机的续航能力也越来越关注。那么在维持小巧紧凑的机身的同时,如何提升续航能力呢?很多厂商都选择了增加电池的能量密度。不过,要进一步提升锂电池的能量密度就必须有所取舍,挤压辅助材料所占的空间。经分析认为, Note7手机的锂电池隔膜之所以会爆出存在缺陷, 是三星SDI将隔膜变薄,把省出来的空间留给阳极和阴极材料,这样就能提升电池能量密度和手机的续航时间。这也是为什么三星Galaxy Note 7与上一代产品在电池的体积相对缩小了的情况下,锂电池电量反而扩大了500毫安。
然而,这种做法也存在一定安全风险,越薄的隔膜对工艺的要求越严格,不仅对电池正负极材料的粒度有极大的要求,而且对正负极材料的形貌提出了更高的要求。球形度差,粗糙度高的材料容易刺穿隔膜,或造成隔膜缺陷,进而导致锂电池短路、起火乃至爆炸。想必这就是三星Galaxy Note7在韩国等地接连爆炸的原因。因此,图像法粒度粒形分析仪正在得到锂电池行业的重视,它能替代激光粒度分析仪和显微镜,一次完成上万个颗粒的粒径和形貌分析。
欧奇奥(Occhio)仪器公司提供了可靠的锂电池原料粒形的分析手段,下图分别为Occhio 500nano XY 全自动静态图像法粒度粒形分析仪干法分析两种LiOH原料的粒度和粒形结果:分别为粒径累积分布图,圆形度累积分布图和钝度累积分布图:
由图中可以看出,样品1(紫色)98%的颗粒粒度在1.28微米以下,最小为0.246微米;样品2(绿色)虽然具有相同的下限,98%的累积颗粒粒度却达到35.15微米,具有较宽的粒度分布。样品1的圆形度50%以上达到100%,而样品2仅有2%。
表征颗粒球形度最好参数是欧奇奥提供的微观粒形参数——钝度(Blountness),实验报告指出,样品1(紫色)98%的颗粒呈完美球形,而样品2(绿色)的完美球形(钝度100%)仅占2%。
欧奇奥500NanoXY 是一台粉体颗粒表征的全新的自动粒度粒形分析仪, 可以分析范围在0.2μm‐3000μm 之间的粉体颗粒粒径(干法);也可以分析范围在0.8 ‐ 300μm 的悬浮液和乳浊液(湿法)。通过在流动池中的分析, 用户可以进行粒径测量,粒形分析及计数(颗粒数/毫升)。为了得到准确的颗粒计数,仪器内置特殊的泵系统,实现最佳的流速控制。
欧奇奥500NanoXY 集成了真空分散装置及高分辨聚焦装置(1000 万像素相机 + 特殊LED 光源);蓝光光源可以检测极小的颗粒。采用面扫描方式,可分析80个粒度粒形参数。
对于正极材料石墨,不仅提高安全性需要球状的形貌,而且在同等粒径下,球形的石墨相对于层状石墨有更好的倍率及循环性能。500nano可以对石墨的形貌细节清晰成像,并给出单个颗粒的粒度和粒形参数:
欧奇奥全自动静态粒度粒形分析仪同时具有粒度分析、形貌分析和颗粒计数的功能,是锂电池生产和研发的工艺控制中高效和有力的质控手段。
投稿:北京仪思奇科技
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