近期比較熱門的話題是蘋果iPhone8 Plus手機(jī)電池的頻繁爆裂，雖然尚未發(fā)生爆炸，即便是鋰電池行業(yè)允許存在0.001%的不良，但面對(duì)蘋果一個(gè)季度約5000萬部手機(jī)出貨量，這樣的事故還是會(huì)令消費(fèi)者心有余悸。
鋰電池的爆炸原因
原因一：充電過程中的熱失控
鋰電池最常見的爆炸原因，是充電過程中的失誤。在使用鋰電池的電子設(shè)備中，往往有相關(guān)的軟件設(shè)定了鋰電池應(yīng)該充的電量，以及充電速度。如果相關(guān)的設(shè)定發(fā)生錯(cuò)誤，則將會(huì)讓電池中的化合物出現(xiàn)不穩(wěn)定，出現(xiàn)一種研究人員稱之為“熱失控”的問題，這將會(huì)引發(fā)燃燒或爆炸。
鋰電池溫度過高，也會(huì)引發(fā)爆炸。所以一些智能手機(jī)在電池溫度過高的時(shí)候會(huì)主動(dòng)報(bào)警，提示用戶進(jìn)行降溫。
原因二：鋰電池控制板電子元器件老化而導(dǎo)致短路
另外一個(gè)會(huì)引起鋰電池爆炸的原因是鋰電池控制板電子元器件老化而導(dǎo)致短路的現(xiàn)象中，即控制板故障，控制板主要存在受潮和電解液滲漏腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)，如果說電池本身設(shè)計(jì)防護(hù)為一級(jí)保護(hù)，那控制板保護(hù)可以理解為二級(jí)保護(hù)，并且鋰電池控制板的起火或者燃燒將直接影響到整個(gè)電池組，后果將不會(huì)是單個(gè)電池的爆裂，而可能是整個(gè)電池組的爆炸和燃燒。
電解液泄漏的風(fēng)險(xiǎn)不得不防，當(dāng)電池的負(fù)電極和鋁塑膜的鋁層形成電子通路或者鋁塑膜的鋁層和電解液形成離子通路后，鋰離子就會(huì)和鋁塑膜的鋁層發(fā)生反應(yīng)，生成鋰鋁合金；而鋰鋁合金是一種粉末狀物質(zhì)，導(dǎo)致鋁塑膜洞穿，也就是我們經(jīng)常看到的鋁塑膜內(nèi)部有些黑點(diǎn)，這些黑點(diǎn)會(huì)隨著時(shí)間以及充放電次數(shù)增加而變得越來越明顯，當(dāng)鋁塑膜被腐蝕后，水汽通過腐蝕的鋁塑膜進(jìn)入到電池內(nèi)部和電解液發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生脹氣，電解液也會(huì)輕易的滲漏出來。
這些與電池組聯(lián)系緊密并且控制其充放電的重要部件就是鋰電池控制板，一旦電池組控制板受潮或者受到電池電解液的腐蝕，則很容易使控制板的控制功能和電氣性能喪失，比如近幾年發(fā)生的波音787客機(jī)鋰電池起火事故以及讓三星損失50多億美金的手機(jī)電池爆炸事故，均有控制板受到濕氣、腐蝕性液體滲漏而導(dǎo)致短路，最終導(dǎo)致燃燒和爆炸的因素，直到后來這幾家公司都使用了日本新昭和涂層材料公司的鋰電池控制板防護(hù)涂層之后才得以解決這個(gè)問題，日本新昭和也因?yàn)槌晒鉀Q了鋰電池控制板防潮防腐蝕問題而名聲大震。目前國內(nèi)也可以通過新昭和中國獨(dú)家代理商深圳青山新材料直接采購到新昭和涂層材料。
日本新昭和除了用于電路板、接插件、連接器等電子元件防水防濕防油防污，纖維、皮革、木材、陶瓷、光學(xué)鏡頭防水撥油處理劑等常規(guī)產(chǎn)品之外，近幾年最有代表性和最有閃光點(diǎn)的產(chǎn)品是用于鋰電池控制板(PCB)的絕緣、耐熱、防酸堿鹽腐蝕涂層材料，這些性能優(yōu)異的涂層材料在中國均由青山新材料有限公司代理出售。
鋰電池是大大小小電子產(chǎn)品中重要的存在，所以也有大大小小各種品質(zhì)的鋰電池生產(chǎn)商，鋰電池為電子產(chǎn)品提供電源輸出，同時(shí)接受電流的輸入，也是發(fā)熱比較嚴(yán)重的部件，近幾年鋰電池生產(chǎn)工廠爆炸起火，以及使用了超規(guī)格和品質(zhì)不良的鋰電池從而引發(fā)電子產(chǎn)品爆炸起火，甚至造成人身傷亡的事件屢見不鮮。
小型電子產(chǎn)品或許僅需要一個(gè)軟包電池，而對(duì)于更多中大型產(chǎn)品則需要鋰電池組，比如現(xiàn)如今的新能源電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車、手機(jī)、大容易充電寶、便攜式電腦、PAD、電動(dòng)工具等等，使用鋰電池組可以帶來更強(qiáng)勁的電能和動(dòng)能輸出，而如何使各電池組模塊協(xié)調(diào)工作，并同時(shí)保證安全、節(jié)能、散熱、絕緣、防靜電、防腐蝕、耐高低壓沖擊等性能則需要更強(qiáng)大的鋰電池控制板和控制部件來完成。
防止鋰電池控制板(保護(hù)板)短路起火的表面涂層材料
新昭和的鋰電池控制板涂層材料能顯著提高控制板的品質(zhì)和防護(hù)性能，可以有效的防止電解液對(duì)電路控制板的腐蝕、防冷凝水濕氣、防電流電壓沖擊、耐高濕、防止部件電池模塊因起火而導(dǎo)致整個(gè)電池組故障或者燃燒。近幾年新昭和在氟材料界名聲大震主要是公司這一系列產(chǎn)品相繼解決了很多行業(yè)難題，成為相關(guān)因鋰電池故障導(dǎo)致事故后該企業(yè)同類產(chǎn)品指定用涂層材料。
案例1：世界最大民用飛機(jī)廠家波音公司787的鋰電池著火問題的解決
事故發(fā)生后，全部同一牌號(hào)的飛機(jī)停飛，飛機(jī)公司被要求分三個(gè)階段解決以下問題：
（1）單個(gè)鋰電池的著火問題
（2）故障發(fā)生后如何防止擴(kuò)散
（3）對(duì)飛機(jī)整機(jī)的影響
產(chǎn)生短路的問題的關(guān)鍵點(diǎn)是結(jié)露，最后的解決方案：需要將單個(gè)鋰電池進(jìn)行絕緣處理、耐熱處理，使到即使其中一個(gè)鋰電池發(fā)生故障也不會(huì)影響別的鋰電池的運(yùn)轉(zhuǎn)。
停在機(jī)場著火的飛機(jī)
事故飛機(jī)上回收的故障鋰電池盒子
波音最終采用了新昭和鋰電池控制板保護(hù)涂層材料（20%固含）
案例2：韓國三星手機(jī)電池著火問題的解決
這個(gè)問題，國內(nèi)的手機(jī)廠家都比較熟悉，具體不再一一敘述。引起爆炸事故的原因其中之一：由于濕度而引起電子元器件和電路板的故障（或者稱為“不可控的誤動(dòng)”，導(dǎo)致鋰電池不斷發(fā)熱最終導(dǎo)致爆炸）
解決的方案：紅線部分進(jìn)行絕緣處理。韓國三星手機(jī)公司最后采用了新昭和的鋰電池控制板保護(hù)涂層產(chǎn)品（8%固含）。
案例3：日本SONY公司的電子產(chǎn)品，采用了新昭和該系列的涂層產(chǎn)品
（8%固含）。
案例4：美國最大的手機(jī)產(chǎn)品Apple，采用了我們的該系列產(chǎn)品（8%固含）。
有關(guān)這個(gè)產(chǎn)品，由于保密理由，我們的業(yè)務(wù)人員沒有進(jìn)入現(xiàn)場確認(rèn)，無法提供具體的涂層部位給各個(gè)用戶參考。
新昭和涂層材料分為多個(gè)濃度級(jí)別，適用于不同的防護(hù)等級(jí)需求，是作用于控制板表面的一層保護(hù)膜，主要功能是防潮、防鹽霧、防電解液腐蝕，可以有效的保護(hù)電池控制板。涂覆方式非常簡單，采用浸泡的方式，涂層超薄，完全符合ROHS、REACH認(rèn)證，無異味不燃燒，符合環(huán)保要求，固化迅速。
鋰電池控制板做防潮防電解液腐蝕處理的必要性
在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，電池組控制板遭遇水氣、冷凝水受潮失靈以及電池電解液腐蝕短路的情況非常普遍，一旦發(fā)生將使整個(gè)電池組面臨危險(xiǎn)，因此對(duì)電池控制板的保護(hù)應(yīng)該引起足夠的重視，在防潮和防電解液腐蝕方面可以采用諸如青山新材料代理的新昭和涂層材料進(jìn)行二次保護(hù)，使電池控制板始終保持良好的電氣性能。
對(duì)于電池故障，行業(yè)內(nèi)是按十億分之一級(jí)別故障率設(shè)計(jì)的，但不論過程和工藝如何控制，單一步驟都達(dá)不到這么高的安全程度，所以采用的是兩級(jí)。電池設(shè)計(jì)本身有一級(jí)，電池保護(hù)板上有一級(jí)。每一級(jí)保證十萬分之一的故障率是可以實(shí)現(xiàn)的，那么兩個(gè)同時(shí)出問題導(dǎo)致電池爆炸就是百億分之一。
但目前仍然有很多電池生產(chǎn)商并未做電池控制板的防護(hù)，這使得電池爆炸的風(fēng)險(xiǎn)和概率大幅增加。有一些電池廠商甚至都未做第一級(jí)防護(hù)，比如電芯有安全閥，一旦產(chǎn)生氣體壓力增加到一定程度閥門會(huì)切斷電路，于是電池就沒有電壓也不能繼續(xù)使用了，但是很多國產(chǎn)電芯的閥門并不可靠，試想如果您正在使用的電池電芯工藝和品質(zhì)并不十分好，再加上電池控制板又并未做防潮防腐蝕的防護(hù)，爆炸爆裂的風(fēng)險(xiǎn)自然很高。
- 2017-10-09
