注7連続爆発、アップルは全固体電池を開発しました

新しいマシンをリコールして交換した後も、継続的な爆発を止めることはできませんでした。 Note7は間違いなくSamsungのブランドイメージを底に落とし、Appleはこの機会を利用して「火をつけた」。

10月14日、Appleは「防爆」携帯電話バッテリーの特許を提出しました。この特許は、Appleが爆発することなくバッテリー寿命を延ばすことができる技術を開発していることを示しています。この特許はバッテリーケースに焦点を当てており、バッテリーの内部が爆発した場合でも、特殊な素材で作られた頑丈なケースにより、ユーザーがセキュリティの脅威にさらされることはありません。

同時に、この新しいハウジング技術により、新しいMacbookのバッテリー構造にいくらか似た、内部構造に従ってバッテリーの形状を設計することができます。さらに、バッテリースタック間のギャップが減少し、バッテリーの膨張などの問題が減少します。

スマートフォンの画面が大きくなり、機能が向上するにつれて、バッテリー寿命の要件はますます高くなっています。バッテリーの性能と寿命のバランスをどのように取るかが大きな課題になっています。その背後には、電池業界の内紛との戦いも非常に激しいものです。

暗闇の中での戦い：SamsungNote7はAppleを爆発させ続けて全固体電池を開発しています

ダイヤフラムの欠陥は爆発を引き起こします

現在、ほとんどのスマートフォンはリチウムイオン電池を使用しています。

動作原理から、バッテリーの両側には通常、正イオンを含むカソードと負イオンを含むアノードの2つの電極があります。電話機を充電すると、リチウムイオンがカソードからアノードに移動します。電話を使用するとき、つまり電力が解放されると、リチウムイオンはアノードからカソードに移動し、反対方向に移動します。 2つの間に電解質化学物質があり、イオンが移動して電流を伝導するのを効果的に助けることができます。

ただし、イオンが移動し続けても、陰陽極には絶対にアクセスできないため、電池メーカーは安全を確保するために陰陽極の間にスペーサーを挿入することにも注意してください。パーティションに問題があると、爆発する可能性があります。

GalaxyNote7の爆撃で、Samsungはパーティションに欠陥があり、バッテリーの陰と陽が互いに接触して爆発を引き起こしたと説明しました。

業界の目には、これは電池メーカーが技術を限界まで押し上げた結果かもしれません。スマートフォンの画面が大きくなり、機能が増えるにつれ、バッテリー寿命の要件はますます高まっています。携帯電話の寿命に突破口がない場合、メーカーはバッテリーの寿命しか使用できません。そして、充電速度は可能な限り極端です。

たとえば、バッテリーの体積エネルギー密度を高めて耐久性を高めるために、メーカーは2つの極の間に薄いダイアフラム材料を使用しますが、品質管理の不備、材料の不備、またはその他の理由により薄くなる場合があります。正極と負極を効果的に分離することは不可能です。このとき、バッテリーに事故が発生しやすくなります。

今回は、「セキュリティバージョン」の交換後もNote7が爆発することが多く、Samsungはついにプレッシャーに耐えられなくなった。 10月11日、韓国のSamsung Electronicsは、世界中でNote7スマートフォンの販売と交換を停止すると発表しました。安全上の理由から、すべての消費者が電話の使用を停止することをお勧めします。

AQSIQの公式ウェブサイトによると、法執行監督部門がインタビューを実施し、欠陥調査を開始した後、サムスンはAQSIQにリコール計画を提出し、2016年10月11日から中国本土での販売をリコールすることを決定しました。 N9300ギャラクシーノート7デジタル携帯電話、合計190,984台（1858製品を含む）は2016年9月14日に最初にリコールされました。

一部のアナリストは、サムスンがNote7電話の販売を完全に停止した場合、最大約1,900万台の携帯電話を失い、総額は約170億ドルになると述べています。そして、交換によってもたらされた他のいくつかの費用を含めて、リコール損失は計り知れません。

業界の専門家は、バッテリーセパレーターの設計は2つの側面を考慮する必要があると考えています。 1つ目は、細胞分離フィルムが正極と負極の間で十分ではないということです。オーバーハングと呼ばれる特別な用語があります。この安全マージンは、セルが膨張および収縮するときに正極と負極の十分なクリアランスを防ぐために最初に設計されています。第二に、セルの脱水プロセスにおいて、分離器が熱収縮のために短くなりすぎて、絶縁に影響を与えることを確実にするために。

また、ダイヤフラム自体が運ぶ異物です。完成したダイヤフラムは、セル生産ラインに入る前にテープのように束ねられているため、ほこり、従業員の操作から落下する粒子、さらにはバッテリーの正と負の材料の粒子などの小さな粒子を簡単に得ることができます。などなど。これらの粒子はバリアフィルムに穴を開ける可能性があります。結局のところ、フィルムの厚さは、特に自動車のパワーセルの場合、わずか20〜30ミクロンで、多くの場合20〜25ミクロンです。

バッテリー市場は3つでいっぱいです

携帯電話の電池はニッケル電池とリチウム電池に分けられます。なかでもニッケル水素電池は、容量が少なく、メモリー効果、自己放電現象、製造材料による環境汚染など、携帯電話業界では継続していません。リチウム電池はニッケル電池の不足を補い、その高エネルギーと環境にやさしい特性により、現在の携帯電話の唯一の電源となっています。

リチウム電池は通常2つのカテゴリーに分けられます。リチウム金属電池は、一般に、正極材料として二酸化マンガン、負極材料として金属リチウムまたはその合金金属、および非水性電解質溶液を使用する電池である。リチウムイオン電池は、一般に、正極材料としてリチウム合金金属酸化物、負極材料としてグラファイト、および非水電解質を使用する電池である。

リチウム金属電池はエネルギー密度が高く、理論的には3,860ワット/ kgに達する可能性がありますが、安定性が低く充電できないため、繰り返し使用するためのパワーバッテリーとして使用することはできません。リチウムイオン電池は、繰り返し充電できることから主電源電池として開発されました。しかし、異なる元素の組み合わせのために、さまざまな性能の違いにおける正極材料の組成は、正極材料ルートに関する業界の論争を引き起こしました。

一般に、電力電池には、主にリン酸鉄リチウム電池、マンガン酸リチウム電池、酸化リチウムコバルト電池、および三元リチウム電池（三元ニッケルコバルトマンガン）が含まれる。

BYDの関係者は記者団に次のように語った。「コバルト酸リチウム電池は携帯電話やノートブックでより多く使用されています。マンガン酸リチウム電池は日産などの日本車でより多く使用されています。マンガン酸リチウム電池はコバルト酸リチウム電池よりも安全です。電池は優れています。 、コバルト酸リチウム電池は、エネルギー密度を追求するために蓄えるエネルギーが多いためです。安全上の問題があることもわかっていますが、危険の可能性は非常に低いです。業界全体と世界全体が依然として寛容です。戻ることは不可能です。「兄貴」の時代には、バッテリーがボリュームの大部分を占めていますが、車は異なります。車の安全性は非常に重要であるため、電気エネルギーをいくらか廃棄します。 。マンガン酸リチウム電池の安全性はコバルト酸リチウム電池よりも優れていますが、エネルギー密度は後者ほど大きくはありませんが、酸化リチウムマンガン電池はより減衰します。 d。」

将来産業研究所の調査と分析によると、中国の純電力リチウム電池産業の規模は、今後10年間で1,600億元を超えると予想されています。上流のリチウム資源、中流域の主要材料、および下流のバッテリーアセンブリ市場は引き続き恩恵を受けます。

世界のバッテリー市場は、中国、日本、韓国では「三本足」と言えます。 2015年、電気自動車用バッテリーの分野で第1位は、日本の日産とNECの合弁会社AESCであり、世界市場の23.5％を占めました。続いてLG化学（16.6％）、BYD、パナソニックサムスンSDI。携帯電話などの小型バッテリーの分野では、Samsung SDIが25％の市場シェアを占め、LG化学が16％、2番目にランク付けされ、パナソニック、ATL（中国）、ソニーがそれに続きます。

サムスンSDIはサムスングループの子会社です。リチウム電池は主要な事業の1つです。 2014年に、携帯電話用の交換不可能なバッテリーの開発を開始しましたが、Galaxy S6のLG、ATL、およびその他の競合他社に敗れました。 GalaxyNote7プロジェクトでは、Samsung SDIが最終的にほとんどのバッテリーを供給しましたが、そのような事態に遭遇することは予想していませんでした。

サムスンの次世代フラッグシップギャラクシーS8はSDIを放棄し、LGのバッテリーを使用すると報告されています。しかし、サムスンとLGが最終合意に署名する前に、この取引はまだ見られない。サムスンとLGは、スマートフォンから家電製品、テレビまで、ほぼすべての家電セクターで競争しています。技術漏えいが懸念されるため、両社はお互いの部品を使用することはめったにありません。

全固体電池が最良の選択ですか？

外国メディアからの最新ニュースによると、AppleはSamsungよりもGalaxyNote7事件から学ぶことに熱心であるようで、バッテリーとユーザーの安全性に関する設計特許を申請しています。

Appleは特許出願の説明に次のように書いています。「特にモバイルデバイスがますます小型化するにつれて、モバイル電子デバイスやその他のコンピューティングデバイスのバッテリ性能はますます一般的になっていますが、性能に対する需要は高まっています。これは特により高いレベルの前提。したがって、バッテリー寿命を改善しながら機器容量を維持することは、機器メーカーにとって継続的な課題の1つになっています。」

この特許は、Appleが爆発することなくバッテリー寿命を延ばすことができる技術を開発していることを示しています。この特許はバッテリーケースに焦点を当てており、バッテリーの内部が爆発した場合でも、特殊な素材で作られた頑丈なケースにより、ユーザーがセキュリティの脅威にさらされることはありません。

同時に、この新しいハウジング技術により、新しいMacbookのバッテリー構造にいくぶん似ている、内部構造に従ってバッテリーの形状を設計することができます。さらに、バッテリースタック間のギャップが減少し、バッテリーの膨張などの問題が減少します。

注目に値するのは、Appleは2012年以来、全固体電池技術の特許を積極的に展開しており、この新しい電池をiPadやMacBookなどのデバイスや将来開発されるフレキシブル電子デバイスで使用することを期待しています。 2015年11月、米国特許商標庁は、ポータブルデバイス用の全固体電池充電技術である全固体電池充電技術に関連する新しい特許を発表しました。

いわゆる全固体電池は、気体や液体がなく、すべての材料が固体の形で存在する電池の一種です。リチウム電池は膨らむ可能性があり、リチウム電池は動作温度範囲が限られており、高温または低温での寿命に影響を与えやすいですが、すべての全固体電池にこれらの問題があるわけではありません。

業界の見解では、全固体電池は次の電池開発の主流になる可能性があります。しかし、全固体リチウム電池では、電極と固体電解質の間の固固接触は固液接触よりも高い界面接触抵抗を持ち、界面の適合性と安定性も全固体リチウムに大きく影響しますバッテリーサイクル性能とレート性能。さらに、全固体電池は、改善されるべき生産プロセスの開発とコスト削減のボトルネックにも直面しています。

この目的のために、多くの研究機関が多くの研究開発を行ってきました。たとえば、米国のSun Culture Solarは、全固体電池技術をエネルギー貯蔵の分野に適用しています。ソリッドステート低電圧バッテリーを内蔵し、インバーターとシームレスに統合された新しい統合ソーラーパネルを開発しました。この完全に統合された製品設計により、ソーラー設置とエネルギー貯蔵の総コストが50％以上削減されます。スイスのチューリッヒにある連邦工科大学の研究者は、ガーネットを電解質として使用して、全固体電池の電極と電解質の間の接触面積を増幅し、それによって全固体電池の充電速度を加速し、耐える効果を達成しています。 100°Cの高温。

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