先探/电池产业的危机与转机

韩国三星Galaxy Note 7电池爆炸事件延烧近一个月,统计至今全球各地陆续发生数十起爆炸或燃烧事故,三星虽有诚意地发布全面召回,并承诺换发相同手机或更换其他机型,不过由于爆炸原因来自旗下子公司Samsung SDI所制作的电池,此事件也持续重击三星在消费者心中之形象。

【文/吴依叡】

韩国三星电子主要是以智慧型手机、DRAM、电视、AMOLED以及晶圆代工为主的综合型企业,根据市调机构Gartner在八月二十日调查报告指出,二○一六年第二季三星手机销售量从二○一五年同期的七二○七万支进步至七六七四万支,市占率为第一名来到二二.三%,主要是受惠Galaxy系列手机大卖,不过在九月初全球各地陆续发生Galaxy Note 7电池爆炸事件之后,这款原本为三星用来迎击竞争对手苹果iPhone 7的主力产品,却替三星带来史无前例的灾难。

虽然三星电子看似有诚意地宣布消费者可换发相同新款手机或更换其他机型,但挥之不去爆炸阴影仍萦绕在消费者心头,因此要求退费的反弹声浪也开始传出,不过因各国情况不同,就目前为止换机方案全球并未统一,也导致消费者福祉不一致的情形发生。其中澳洲与韩国都可以接受无条件退费,美国消费者产品安全委员会(CPSC)也在九月十五日宣布正式召回,并且要求三星可以让消费者选择退费,不过目前台湾消费者若要退费,还必须经过三星维修中心检测确认异常,不但时间比他国晚,而且还设下种种限制,实在对于消费者非常不公平。

自家电池出问题三星头大

目前三星官方已经确认手机爆炸原因,来自三星旗下子公司Samsung SDI(韩国三星SDI)所制作之锂电池,SDI公司主要生产锂离子电池、汽车电池、液晶面板零组件及太阳能面板,从爆炸事件发生之后其股价从今年以来最高点十二.四万韩元跌落至九.八三万韩元,近一个月以来跌幅约十六.三%,相较于三星电子(韩国三星电子)在爆炸事件发生后,股价从今年以来最高点一六八.七万韩元跌幅至今约四.三%,跌幅明显较重。

虽然平均每年手机发生爆炸的消息时有所闻,不过像这次三星Note 7一样如此频繁的电池爆炸事件却是前所未见,但就技术层面而言,为甚么会发生爆炸呢?首先我们要了解到锂电池原本就存在着爆炸风险,它并不是一个完全毫无危险性的产品,但因为锂为全球活性最高的化学元素,而且在存、放电效率表现最好,因此被业界广泛用来充放电能使用。

那我们再进一步检视锂电池的组成构造与工作原理。锂电池主要是包含电极(正、负极)、电解液、隔离膜及电池外壳等四大部分,而其充放电工作原理就是在电池充电的时候,正极材料(包含锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锂三种材料)借由中间的电解液将里面的锂元素脱离出来,并与负极材料(主要以碳材料为主)进行化学反应,这时正极跑出来移转至负极的锂离子越多,电池储存能量也越高;反之,从负极跑出来移转至正极的锂离子越多,电池释放的能量也越多。简单而言,电池充放电循环就是周而复始地正极→负极→正极来回移动,借由正、负极材料之间产生的化学反应,来达到电力的转移,这就是锂电池的基本运作原理。

而在市场发展需求方面,为了因应近年来消费型电子产品要求性能提高与功能增加,因此对于电池的长效性使用有着迫切之要求,而如何增加电容量进而延续产品续航力就变成了首要关键因素,同时又为了要满足现在产品朝向轻薄化设计,在希望减少电池体积与提高电容量之下,提升电池能量密度也成为另一项重要技术发展趋势。而这一次三星Note 7电池爆炸事件,最主要原因就是厂商为了满足手机轻薄化设计又要提升手机续航能力,在不愿意提升电池容量造成体积膨胀之下,只好强行提升电池能量密度,进而增加了电池的不安全性

国际电池大厂发展动向

国际上前四大锂电池大厂皆由日韩厂商所包办,分别为韩国的Samsung SDI与LG化学,以及日本Panasonic和Sony,而近年来广泛受到笔电平板电脑与手机制造商欢迎的高分子锂电池,更成为目前各家电池厂的兵家必争之地。在日本厂商部分,Panasonic与美国电动车大厂特斯拉之密切合作大家众所皆知,除了靠着优异产品「一八六五○」圆筒型电池成为特斯拉的独家电池供应商之外,包括在方形锂电池与软包装电池之发展也是不落人后,目前在用于消费型电子的方形锂电池已具备体积能量密度620Wh/L之能量密度的实力,而软包装电池也有650Wh/L之生产能力,而锂电池老牌大厂Sony的产品平均也有630Wh/L之生产实力,不过在今年七月二十八日,Sony已经和村田制作所宣布签订备忘录,计划将把电池事业卖给村田制作所,并在明年三月完成所有业务的转移。(全文未完)

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