Note7 explosión continua, Apple desarrolló una batería de estado sólido

Después de retirar y reemplazar la nueva máquina, todavía no pudo detener la explosión continua. Sin duda, el Note7 hizo que la imagen de marca de Samsung cayera al fondo, y Apple aprovechó la oportunidad para "aceitar el fuego".

El 14 de octubre, Apple presentó una patente para baterías de teléfonos móviles "a prueba de explosiones". La patente muestra que Apple está desarrollando una tecnología que puede extender la vida útil de la batería sin explotar. La patente se centra en la caja de la batería, e incluso si el interior de la batería explota, una caja sólida hecha de materiales especiales puede garantizar que el usuario no se vea amenazado por la seguridad.

Al mismo tiempo, esta nueva tecnología de carcasa permite diseñar la forma de la batería de acuerdo con la estructura interna, algo similar a la estructura de la batería del nuevo Macbook. Además, se reduce el espacio entre las pilas de baterías y se reducen problemas como la expansión de la batería.

A medida que las pantallas de los teléfonos inteligentes se vuelven más grandes y funcionales, los requisitos de duración de la batería son cada vez más altos. Cómo equilibrar el rendimiento y la vida útil de la batería se ha convertido en un gran desafío. Detrás de esto, la lucha de la industria de las baterías contra las luchas internas también es extremadamente feroz.

Luchando en la oscuridad: Samsung Note7 sigue explotando a Apple para desarrollar baterías de estado sólido

Los defectos del diafragma provocan una explosión

Por el momento, la mayoría de los teléfonos inteligentes utilizan baterías de iones de litio.

Desde el principio de funcionamiento, generalmente hay dos electrodos en ambos lados de la batería, un cátodo que contiene un ion positivo y un ánodo que contiene un ion negativo. Al cargar el teléfono, los iones de litio se mueven del cátodo al ánodo; cuando usamos el teléfono, es decir, cuando se libera la energía, los iones de litio se mueven del ánodo al cátodo y se mueven en la dirección opuesta. Hay un electrolito químico entre los dos, que puede ayudar efectivamente al ion a moverse y conducir la corriente.

Sin embargo, vale la pena señalar que incluso si los iones continúan moviéndose, los polos yin y yang son absolutamente inaccesibles, por lo que los fabricantes de baterías también insertarán espaciadores entre los polos yin y yang para garantizar la seguridad. Una vez que hay un problema con la partición, existe la posibilidad de explosión.

En el atentado del GalaxyNote7, Samsung explicó que la partición estaba defectuosa y el yin y el yang de la batería se tocaron entre sí, provocando una explosión.

A los ojos de la industria, esto puede ser el resultado de que los fabricantes de baterías lleven la tecnología al límite. A medida que las pantallas de los teléfonos inteligentes se hacen más grandes y tienen más funciones, los requisitos de duración de la batería son cada vez más altos. Cuando no hay un gran avance en la vida útil de los teléfonos móviles, los fabricantes solo pueden usar la vida útil de la batería. Y la velocidad de carga es lo más extrema posible.

Por ejemplo, para aumentar la densidad de energía volumétrica de la batería y extender la resistencia, los fabricantes usarán materiales de diafragma más delgados entre los dos polos, pero pueden adelgazarse debido a un control de calidad deficiente, materiales deficientes u otras razones. Es imposible aislar eficazmente los electrodos positivo y negativo. En este momento, es fácil provocar un accidente en la batería.

Esta vez, después de la sustitución de la "versión de seguridad" Note7 siguen siendo frecuentes las explosiones, por lo que Samsung finalmente no puede soportar la presión. El 11 de octubre, Samsung Electronics de Corea del Sur anunció que dejará de vender y reemplazar teléfonos inteligentes Note7 en todo el mundo y, por razones de seguridad, se recomienda que todos los consumidores dejen de usar el teléfono.

Según el sitio web oficial de la AQSIQ, después de que el departamento de supervisión de la aplicación de la ley realizó la entrevista e inició la investigación del defecto, Samsung presentó un plan de retiro del mercado ante el AQSIQ y decidió retirar las ventas en China continental a partir del 11 de octubre de 2016. Teléfonos móviles digitales N9300 Galaxy Note7, un total de 190,984 unidades (incluidos 1858 productos que se retiraron del mercado por primera vez el 14 de septiembre de 2016).

Algunos analistas dijeron que si Samsung dejara de vender teléfonos Note7 por completo, perdería hasta 19 millones de teléfonos móviles, con un valor total de unos 17.000 millones de dólares. E incluyendo algunos otros gastos ocasionados por el reemplazo, la pérdida por retiro del mercado será incalculable.

Los expertos de la industria creen que el diseño del separador de baterías debe considerar dos aspectos. La primera es que la película de aislamiento celular no es suficiente entre los polos positivo y negativo. Existe un término especial llamado Voladizo. Este margen de seguridad está diseñado en primer lugar para evitar un espacio suficiente de los polos positivo y negativo cuando la celda se expande y contrae. En segundo lugar, para garantizar que en el proceso de deshidratación de la celda, el separador se vuelva demasiado corto debido a la contracción térmica, como para afectar el aislamiento.

Además, es una materia extraña transportada por el propio diafragma. Debido a que el diafragma terminado está empaquetado como una cinta antes de ingresar a la línea de producción de celdas, es fácil obtener algunas partículas pequeñas, como polvo, partículas que caen de la operación del empleado e incluso partículas de los materiales positivos y negativos de la batería. y muchos más. Es probable que estas partículas pinchen la película de barrera. Después de todo, la película tiene un grosor de solo 20 a 30 micrones, especialmente para las celdas de energía de automóviles, a menudo entre 20 y 25 micrones.

El mercado de las baterías está lleno de tres

Las baterías de los teléfonos móviles se dividen en baterías de níquel y baterías de litio. Entre ellos, la batería de níquel tiene baja capacidad, efecto memoria, fenómeno de autodescarga y contaminación ambiental causada por materiales de fabricación, por lo que no ha continuado en la industria de la telefonía móvil. La batería de litio compensa la escasez de batería de níquel, y su alta energía y sus características ecológicas la convierten en la única fuente de energía para el teléfono móvil actual.

Las baterías de litio generalmente se dividen en dos categorías. Una batería de metal de litio es generalmente una batería que utiliza dióxido de manganeso como material de electrodo positivo, litio metálico o una aleación del mismo como material de electrodo negativo y una solución de electrolito no acuoso. Una batería de iones de litio es generalmente una batería que utiliza un óxido metálico de aleación de litio como material de electrodo positivo, grafito como material de electrodo negativo y un electrolito no acuoso.

Aunque la batería de metal de litio tiene una alta densidad de energía y teóricamente puede alcanzar los 3860 vatios / kg, no se puede utilizar como batería de alimentación para uso repetido porque no es lo suficientemente estable y no se puede cargar. Las baterías de iones de litio se han desarrollado como la batería de energía principal debido a su capacidad para cargarse repetidamente. Sin embargo, debido a la combinación de diferentes elementos, la composición del material del electrodo positivo en una variedad de diferencias de rendimiento, lo que resulta en disputas de la industria sobre la ruta del material positivo.

En general, las baterías eléctricas incluyen principalmente baterías de fosfato de hierro y litio, baterías de manganato de litio, baterías de óxido de cobalto de litio y baterías ternarias de litio (ternarias de níquel cobalto manganeso).

Una persona relacionada de BYD dijo a los periodistas: "La batería de óxido de cobalto de litio se usa más en teléfonos móviles y computadoras portátiles. Las baterías de manganato de litio se usan más en los automóviles japoneses, como Nissan. Las baterías de manganato de litio son más seguras que el óxido de cobalto de litio. La batería es mejor , porque la batería de óxido de cobalto de litio tiene más energía que almacenar para perseguir la densidad de energía. Aunque también sabe que tiene algunos problemas de seguridad, la probabilidad de peligro es muy baja. Toda la industria y el mundo entero siguen siendo tolerantes. es imposible regresar. En la era del 'hermano mayor', la batería representa una gran parte del volumen. Pero el automóvil es diferente. La seguridad del automóvil es muy importante, por lo que hará algunos descartes en la energía eléctrica . La seguridad de la batería de manganato de litio es mejor que la de la batería de óxido de cobalto y litio. Sin embargo, la densidad de energía no es tan grande como esta última. Por otro lado, la batería de óxido de manganeso y litio es más atenuada D."

Según la investigación y el análisis del Instituto de Investigación de la Industria Prospectiva, se espera que la escala de la industria de baterías de litio de potencia pura de China supere los 160.000 millones de yuanes en los próximos 10 años. Los recursos de litio ascendentes, los materiales clave en los tramos medios y el mercado de ensamblaje de baterías descendentes seguirán beneficiándose.

El mercado mundial de baterías puede describirse como "de tres patas" en China, Japón y Corea. En 2015, el primer lugar en el campo de las baterías de vehículos eléctricos fue la empresa conjunta japonesa Nissan y NEC AESC, que representa el 23,5% del mercado mundial; seguido de LG Chemical (16,6%), BYD, Panasonic Samsung SDI. En el campo de las baterías pequeñas en dispositivos como teléfonos inteligentes, Samsung SDI tiene una participación de mercado del 25%, ocupando el primer lugar, con LG Chemical representando el 16%, ocupando el segundo lugar, seguido por Panasonic, ATL (China) y Sony.

Samsung SDI es una subsidiaria del Grupo Samsung. La batería de litio es uno de los principales negocios. En 2014, comenzó a desarrollar baterías no reemplazables para teléfonos móviles, pero perdió ante LG, ATL y otros competidores en el Galaxy S6. En el proyecto GalaxyNote7, Samsung SDI finalmente suministró la mayor parte de la batería, pero no esperaba encontrar algo así.

Se informa que el buque insignia de próxima generación de Samsung, el Galaxy S8, renunciará a SDI y usará la batería de LG. Sin embargo, el acuerdo está por verse antes de que Samsung y LG firmen el acuerdo final. Samsung y LG compiten en casi todos los sectores de la electrónica de consumo, desde teléfonos inteligentes hasta electrodomésticos y televisión. Debido a las preocupaciones sobre las fugas de tecnología, las dos empresas rara vez utilizan las partes de la otra.

¿Es la batería de estado sólido la mejor opción?

Según las últimas noticias de medios extranjeros, Apple parece estar más ansioso por aprender del incidente del GalaxyNote7 que Samsung, y ha solicitado una patente de diseño sobre la batería y la seguridad del usuario.

Apple escribió en la descripción de la solicitud de patente: "El rendimiento de la batería de los dispositivos electrónicos móviles y otros dispositivos informáticos se ha vuelto cada vez más popular, especialmente a medida que los dispositivos móviles son cada vez más pequeños, pero su demanda de rendimiento está aumentando. Esto es especialmente cierto bajo la premisa de niveles más altos. Por lo tanto, mantener la capacidad del equipo mientras se mejora la vida útil de la batería se ha convertido en uno de los desafíos continuos para los fabricantes de equipos ".

La patente muestra que Apple está desarrollando una tecnología que puede extender la vida útil de la batería sin explotar. La patente se centra en la caja de la batería, e incluso si el interior de la batería explota, una caja sólida hecha de materiales especiales puede garantizar que el usuario no se vea amenazado por la seguridad.

Al mismo tiempo, esta nueva tecnología de carcasa permite diseñar la forma de la batería de acuerdo con la estructura interna, algo similar a la estructura de la batería del nuevo Macbook. Además, se reduce el espacio entre las pilas de baterías y se reducen problemas como la expansión de la batería.

Vale la pena señalar que desde 2012, Apple ha estado implementando activamente patentes para tecnología de batería totalmente de estado sólido y espera usar esta nueva batería en dispositivos como iPads y MacBooks y dispositivos electrónicos flexibles que se desarrollarán en el futuro. En noviembre de 2015, la Oficina de Patentes y Marcas de EE. UU. Anunció una nueva patente relacionada con la tecnología de carga de baterías de estado sólido, la tecnología de carga de baterías de estado sólido para dispositivos portátiles.

La llamada batería totalmente de estado sólido es un tipo de batería en la que no hay gas ni líquido y todos los materiales existen en forma sólida. Las baterías de litio tienen la posibilidad de abultarse, y las baterías de litio tienen un rango de temperatura de funcionamiento limitado, y la vida útil a temperaturas altas o bajas se ve fácilmente afectada, pero todas las baterías de estado sólido no tienen estos problemas.

En opinión de la industria, las baterías de estado sólido pueden convertirse en la corriente principal del próximo desarrollo de baterías. Sin embargo, en una batería de litio totalmente de estado sólido, el contacto sólido-sólido entre el electrodo y el electrolito sólido tiene una mayor resistencia de contacto interfacial que el contacto sólido-líquido, y la compatibilidad y estabilidad de la interfaz también afectan significativamente al litio totalmente sólido. rendimiento del ciclo de la batería y rendimiento de la tasa. Además, las baterías de estado sólido también se enfrentan a cuellos de botella en el desarrollo de procesos de producción que deben mejorarse y los costos que deben reducirse.

Con este fin, muchas instituciones de investigación han realizado mucha investigación y desarrollo. Por ejemplo, Sun Culture Solar en los Estados Unidos aplica la tecnología de baterías de estado sólido al campo del almacenamiento de energía. Ha desarrollado un nuevo panel solar integrado con batería de estado sólido de bajo voltaje incorporada y una integración perfecta con el inversor. Este diseño de producto totalmente integrado reduce los costos totales de instalación solar y almacenamiento de energía en más del 50%. Investigadores del Instituto Federal de Tecnología de Zúrich, Suiza, utilizan granate como electrolito para amplificar el área de contacto entre el electrodo de la batería de estado sólido y el electrolito, logrando así el efecto de acelerar la velocidad de carga de la batería de estado sólido y resistir la alta temperatura de 100 ° C.

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