三星電池為啥爆？因為有層膜被搞破了

2025-01-30 16:21:09

一直被各位段子手調侃的三星Note 7終於在國內成功首爆了。三星還能發生這樣的安全事故，不少電動車主更是擔心，自己屁股下的電池，會不會有一天也像Note 7這樣，嘭……

鋰電池為啥會爆？

鋰電池的原理咱們都知道啊，所謂的鋰離子脫嵌，其實就是鋰離子在陰極和陽極之間不同的往返抽插抽插，似魔鬼的步伐……抽插時間長了的後果，大人們都知道，那就是陰極和陽極的材料會變松，然後電芯的體積就會變大。這也就是咱們常見的手機電池用時間長了後會鼓包的原因。

這種現象，在高能量密度的電池中，會更加明顯。因為這些電池的正負極材料本身的單位可充電量就更高，所以在鋰離子嵌入的時候體積增大也就更明顯。

下面的圖表是目前主要手機品牌的電池規格參數，我加入了松下最近兩年為特斯拉提供的18650電池參數。

可以看到，在手機中，三星Note 7的電壓和能量密度都是最高的，而且三星Note 7使用的也是1.2C的快充技術，也就是充電電流在4.2A，遠超大家熟知的5V/1A的充電規格。

而在這種電芯體積隨著充電不斷變化的情況下，電芯隔離膜的作用，就顯得非常重要了。作為隔絕電芯正負兩極防止短路的薄膜，隔離膜在這種情況下要能夠經受住這種膨脹變化，絕對不能抽插兩下就被撕裂了。

按照三星自己的分析，這次Note 7的爆炸，很大一部分原因，就在這個隔離膜上。

隔離膜設計在電芯裡的使用，要考慮兩個方面。

首先是電芯隔離膜在正負兩極之間的延展量夠不夠，有個專用名詞叫Overhang。這種安全餘量的設計，首先是為了防止在電芯膨脹收縮的時候，能有足夠的餘量來保證對正負兩極的全隔絕。其次是為了保證在電芯除水工序中，隔膜會因為熱收縮而變得太短，以至於影響絕緣性。

因為手機電池只有一塊，所以這種短路對手機帶來的危害最明顯。對於電動汽車來說，如果電池品控不好，幾十個或者上百個單體電芯出現這種短路，後果只能更嚴重。所以，我們也非常希望國內的電動車廠家除了狠抓品控，更要深鑽電池管理系統。

不信看看上面表格中特斯拉用的電芯高達800Wh/L的能量密度，所以特斯拉採用了現在最複雜也是非常先進的電池管理系統。既然咱們COPY能力這麼強，那就多COPY特斯拉。嗯，我想說的是，汽油車自燃的機率遠超電動車。

另外一個就是隔膜本身所帶的異物。因為隔膜成品在進入電芯生產線之前，是像膠帶那樣一捆一捆的，所以很容易沾上一些很小的顆粒，像啥灰塵、員工操作時掉下來的顆粒，甚至電池正負極材料的顆粒等等。這些顆粒很可能就會扎破隔離薄膜，畢竟這個膜的厚度只有20到30微米之間，尤其是汽車用的動力電池，往往在20到25微米之間。

所以，隨著電池容量越高，密度越高，充電電壓越來越高，鋰電池裸電芯的絕緣性就越重要。三星SDI這次的失誤確實罕見，但也給所有的電芯品牌，以及手機、汽車品牌敲了一次響亮的警鐘。■