【以此为鉴】三星Galaxy Note 7“电池爆炸”原因分析

2016年8月2日北京时间23：00，三星在美国纽约、英国伦敦和巴西里约同步发布三星Galaxy Note 7！从第一代三星Galaxy Note系列产品到现在的三星Galaxy Note7已经走过了5年的时间。即便历经了5年的市场考验，三星Galaxy Note系列延续大屏和手写笔，并有所创新。

三星Galaxy Note 7搭载了高通骁龙820处理器与三星Exynos 8890双版本，采用4GB LPDDR4+64GB UFS2.0存储空间，支持LTE Cat.12，支持与或卡槽双卡双待设计，屏幕覆盖第五代大猩猩玻璃，搭载了5.7英寸2K分辨率AMOLED屏幕，支持显示HDR视频规格，内置3500mAh大容量电池。它还支持兼容WPC与PMA技术的无线充电与快充功能，客观地说在Note7上有很多创新功能，比如机身工艺的全面精细化、双曲面屏的登陆、虹膜识别、三防功能支持IP68级防水，防尘，S Pen弯折功能、Focus消息聚合应用、手写笔即时翻译等等。凭借这些创新的功能，三星期待GalaxyNote 7能弯道超车，阻击苹果的iphone7。

爆炸炸飞千亿市值

可惜，一声声爆炸让阻击变成了噩梦。

自正式销售后，三星Note7爆炸新闻不断涌现，9月15日，美国地区的该款手机也在召回中，国外媒体报道，美国收到26宗烧伤和55宗财产损失的报告；而且已有10多个国家和地区要求航班飞行期间禁用三星Note7手机或禁止托运，对于一款售价6000价位的手机，等于对潜在用户说：您的手机在飞机上不能用，甚至不能带，这分明是一种被歧视的感觉。

中秋节后第一天 首台国行Note7爆炸，上市不到一个月，三星Note7这次全球召回手机数量达250万台！作为一款手机来说，这销量很惊人，但这惊人的销量也让三星损失惨重，仅召回处理就让三星损失50亿美元！同时，在9日和12日两日三星电子股价已经累计下跌11%，市值蒸发220亿美元（约合人民币1470亿元），13日股价有小幅回升。同时，三星Note7电池供应商SDI股价也大跌6%，创下5个月来单日最大跌。

更严重的是“爆炸门”事件会重创三星品牌，分析人士甚至认为其在电子行业的损害更是长期的，甚至可能会影响到明年Galaxy S8的发售。如果这样的情况出现，那么无疑将对韩国经济造成打击。

爆炸原因分析--锂电池是如何工作的？

目前三星还没有正式公布爆炸原因，所以我们仅能根据一些现场和信息进行分析。

根据目前多方面声音，爆炸集中出现在三星子公司SDI（Samsung SDI Co。）提供的电池手机上。而质检总局则表示，本次召回范围内的Note 7电池在阳极与阴极隔离膜局部变薄，并且绝缘胶带未完全覆盖极板涂层的情况下，出现短路现象，导致电池异常发热，极端情况下可能发生燃烧，存在安全隐患。由此可见，Note 7爆炸的原因是由于电池在阳极与阴极隔离膜局部变薄，并且绝缘胶带未完全覆盖极板涂层的情况下，出现短路。

三星在回应这个问题的声明中称：“根据我们的调查，我们了解到电池存在隔离问题。一旦正负极接触，电池过热，就会导致非常罕见的制造流程错误。”

根据一些报道，Note7采用的是锂电池，那我们先来看看锂电池的工作原理，锂电池是一类由锂金属或锂合金为正极材料、使用非水电解质溶液的电池。最早出现的锂电池来自于伟大的发明家爱迪生，但由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，都有一定的危险性。所以，当时锂电池长期没有得到应用。

这里首先要说明的是商业用途锂电池是索尼在1980年发明的，到1991年5月，索尼能源部件公司(SEND)成为世界上第一家将锂电池用于手机的公司。通过近1/4个世纪的运营，截止到2015年4月，索尼能源部件公司已经累计出货50亿锂电池。总体来说，锂电池是安全的。不过去年，索尼把锂电池事业部卖给了村田。（具体见 25年峥嵘岁月，村田可以继续把锂电池继续发扬光大吗？）

锂电池的工作原理：

锂离子电池的正极材料一般是氧化钴锂，负极是碳。锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。

同样道理，当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回到正极。回到正极的锂离子越多，放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。

不难看出，在锂离子电池的充放电过程中，锂离子处于从正极 → 负极 → 正极的运动状态。如果我们把锂离子电池形象地比喻为一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，而锂离子就象优秀的运动健将，在摇椅的两端来回奔跑。所以，专家们又给了锂离子电池一个可爱的名字摇椅式电池。

一般锂电池充电电流设定在0.2C至1C之间，电流越大，充电越快，同时电池发热也越大。而且，过大的电流充电，容量不够满，因为电池内部的电化学反应需要时间。就跟倒啤酒一样，倒太快的话会产生泡沫，反而不满。不过现在快充电流甚至达到了2C！

可见，锂电池主要有以下几个部分组成：

（1）正极——活性物质一般为锰酸锂或者钴酸锂，镍钴锰酸锂材料，电动自行车则普遍用镍钴锰酸锂（俗称三元）或者三元+少量锰酸锂，纯的锰酸锂和磷酸铁锂则由于体积大、性能不好或成本高而逐渐淡出。导电极流体使用厚度10--20微米的电解铝箔。

（2）隔膜——一种经特殊成型的高分子薄膜，薄膜有微孔结构，可以让锂离子自由通过，而电子不能通过。

（3）负极——活性物质为石墨，或近似石墨结构的碳，导电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔。

（4）有机电解液——溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂，聚合物的则使用凝胶状电解液。

（5）电池外壳——分为钢壳（方型很少使用）、铝壳、镀镍铁壳（圆柱电池使用）、铝塑膜（软包装）等，还有电池的盖帽，也是电池的正负极引出端。

所以电池爆炸也和上面几个部分有关。

爆炸原因分析--几个可能的原因

在我和一些产业人士交流后，对于Note 7的电池爆炸，总结起来有以下几个原因：

1、正负极毛刺没有处理好一个曾经做过锂电池的朋友猜测，应该是因为电池做的太薄，正负极之间的距离太近，而表面的毛刺处理的不够干净，当遭受外力冲击时，正负极瞬间短路起火导致的爆炸。锂电池的正负极表面，打磨的非常光滑，不亚于外壳的表面，以尽量减少两极接近的可能。

2、充电电路设计或者器件问题较大，造成随机短路、整流桥堆本身一旦失效会造成短路一。

3、没对电池电路做压力测试，电池瞬间短路

4、可能是手机厂商为了提升电池的体积能量密度、延长手机电池续航能力，而采用了更薄的隔膜材料，但是由于对隔膜材料质量控制不严或者工艺缺陷，导致隔膜局部变薄，不能有效隔离正极与负极，从而造成了电池的安全问题。

5、隔膜品控有问题，造成阳极和阴极直接接触短路。“短路以后，设备会发热” 这个基本常识会让电池里面的化学元素更活跃，反应更激烈——温度更高。这种高温出现在充电时（阳极发生多余的化学反应，造成升温），也出现在放电时（阴极的氧化物和电解质结合）。这些效应并不是第一次就会发生，但会逐渐累积，到达一个临界点时：温度会促进化学反应，化学反应会产生更多热量。恶性循环下电池会瞬间达到150度的高温，在密闭的空间膨胀，可燃物体燃烧，工程材质融化——严格来说叫自燃，说严重一点，是爆炸。

Note7爆炸给我们的启示

从上面几个原因我们可以有如下启示：

1、踏踏实实做好产品，赶工要谨慎，欲速则不达；坊间传闻三星为了超越苹果却一再催促供应商加紧工期，以满足GalaxyNote 7能够如期上市。Galaxy Note 7配备了大容量、快速充电电池。

2、品控是重中之重，不然一声爆炸把前途尽毁。

3、手机追求更薄电池更大的同时，要做好安全折中，要做好安全电路设计和压力测试。

4、对于快充技术要谨慎。

不过在历史上，锂电池出现问题也不是三星一家，已比如2006年戴尔公司召回了400万台存在电池过热问题的笔记本电脑。2013年，美国波音公司制造的波音787客机被迫暂停飞行，原因是相关报告显示飞机上的锂电池存在容易过热的问题。另外去年夏天美国厂商也召回了50多万个悬浮滑板（去年圣诞节最火爆的礼品），主要也是锂电池过热和爆炸的问题。

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