三星手机爆炸频出 罪魁祸首原来是它？

衡量电池性能好坏，有以下几个重要指标：

手机、平板、穿戴设备中的锂电池，这个领域是最简单的。因为这些设备里只有一块锂电池，而且基本都是三元锂电池。三元的意思是三种元素：镍、钴、锰、这种锂电池的正极材料Li（NiCoMn）O2，不是完全一样的，会根据使用要求对三种元素的配比做调整。

一、充放电倍率

在数码设备中使用的电池通常对此项要求很低。你很难一个小时内把满电的手机用到自动关机吧？也没人会设计一个续航只有1小时的数码设备。至少都可以续航3小时，所以电池的放电倍率达到0.3C左右就能满足需求，充电要求往往也很低，通常3-4小时充满的数码设备大家都能接受，所以充电上对电池提出的要求也是0.3C左右。

不论国产还是松下、三星之类的进口锂电池，1C放电是最起码的规格，数码设备对电池放电的要求都远低于电池行业的普遍标准。充电倍率上和电池行业目前能做到的基础指标大致相当，如果没有极特殊设计一般也不用担心。

OPPO的电池闪充特性，对充电提出了较高要求。最近手机行业出现了特例，以OPPO为代表提出了快充的特性，实际上对电池厂商提出了特殊需求。以OPPO最新的N3来说，VOOC闪充承诺30分钟充满75%的电量，这算下来就是1.5C的充电电流，是普通手机电池充电倍率的10倍，N3卖3999元也贵的有道理，起码这个电池就会比一般电池贵一、二倍。

二、充放电循环次数

数码设备中，手机算是使用强度最高的产品，我们按一天一充计算，循环次数是500次就是500天寿命，这样算对吗？其实是脱离了使用条件，所以是错的。500次的循环指的是1C放电，0.3C充电下连续循环500次，电池容量还剩最初的80%。但我们平时使用手机放电倍率远小于1C，往往是0.01C-0.5C之间。所以循环次数通常可以700次后还有80%电量剩余，这已经2年时间了，手机也快过时了。苹果在这方面设计的很精明，它有意不使用大电量的电池，不但可以获得轻薄的优势，还因为2年后你必然要换下一代iPhone了，干嘛非要多花成本在电池上呢？至于有一些人一年就明显感觉续航少了，也是确有原因的，之后分析。

随时保持100%电量并不好，其他数码设备，比如平板电脑，电池充放周期就更久了，但有时也会发现不到2年续航就明显下降了。

锂电池为啥会爆？

锂电池的原理咱们都知道啊，所谓的锂离子脱嵌，其实就是锂离子在阴极和阳极之间不同的往返抽插抽插，似魔鬼的步伐……抽插时间长了的后果，大人们都知道，那就是阴极和阳极的材料会变松，然后电芯的体积就会变大。这也就是咱们常见的手机电池用时间长了后会鼓包的原因。

这种现象，在高能量密度的电池中，会更加明显。因为这些电池的正负极材料本身的单位可充电量就更高，所以在锂离子嵌入的时候体积增大也就更明显。
　　
下面的图表是目前主要手机品牌的电池规格参数，我加入了松下最近两年为特斯拉提供的18650电池参数。

可以看到，在手机中，三星Note 7的电压和能量密度都是最高的，而且三星Note 7使用的也是1.2C的快充技术，也就是充电电流在4.2A，远超大家熟知的5V/1A的充电规格。
　　
而在这种电芯体积随着充电不断变化的情况下，电芯隔离膜的作用，就显得非常重要了。作为隔绝电芯正负两极防止短路的薄膜，隔离膜在这种情况下要能够经受住这种膨胀变化，绝对不能抽插两下就被撕裂了。
　　
按照三星自己的分析，这次Note 7的爆炸，很大一部分原因，就在这个隔离膜上。

隔离膜设计在电芯里的使用，要考虑两个方面。
 
首先是电芯隔离膜在正负两极之间的延展量够不够，有个专用名词叫Overhang。这种安全余量的设计，首先是为了防止在电芯膨胀收缩的时候，能有足够的余量来保证对正负两极的全隔绝。其次是为了保证在电芯除水工序中，隔膜会因为热收缩而变得太短，以至于影响绝缘性。

因为手机电池只有一块，所以这种短路对手机带来的危害最明显。对于电动汽车来说，如果电池品控不好，几十个或者上百个单体电芯出现这种短路，后果只能更严重。所以，我们也非常希望国内的电动车厂家除了狠抓品控，更要深钻电池管理系统。
　　
不信看看上面表格中特斯拉用的电芯高达800Wh/L的能量密度，所以特斯拉采用了现在最复杂也是最先进的电池管理系统。既然咱们COPY能力这么强，那就多COPY特斯拉。嗯，我想说的是，汽油车自燃的几率远超电动车。
　　
另外一个就是隔膜本身所带的异物。因为隔膜成品在进入电芯生产线之前，是像胶带那样一捆一捆的，所以很容易沾上一些很小的颗粒，像啥灰尘、员工操作时掉下来的颗粒，甚至电池正负极材料的颗粒等等。这些颗粒很可能就会扎破隔离薄膜，毕竟这个膜的厚度只有20到30微米之间，尤其是汽车用的动力电池，往往在20到25微米之间。
　　
所以，随着电池容量越高，密度越高，充电电压越来越高，锂电池裸电芯的绝缘性就越重要。三星SDI这次的失误确实罕见，但也给所有的电芯品牌，以及手机、汽车品牌敲了一次响亮的警钟。