ไฟไหม้จากแบตเตอรี่กำลังกลายเป็นปัญหาที่น่าวิตกกังวลมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อเซลล์ลิเธียม-ไอออนถูกใช้เป็นพลังงานในทุกสิ่ง ตั้งแต่แปรงสีฟันไฟฟ้าไปจนถึงจักรยานไฟฟ้า เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นจริงเมื่อเร็วๆ นี้เน้นย้ำถึงความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นนี้ - ไฟไหม้อพาร์ตเมนต์จากแบตเตอรี่จักรยานไฟฟ้าระเบิดและการเรียกคืนสินค้าจาก Consumer Product Safety Commission วาดภาพที่น่ากังวลของสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อเซลล์คุณภาพต่ำเข้ามาในชีวิตประจำวันของเรา
การศึกษาครอบคลุมโดย Lumafield ใช้การสแกน CT ระดับอุตสาหกรรมเพื่อตรวจสอบเซลล์ลิเธียม-ไอออน 18650 กว่า 1,000 เซลล์จาก 10 แบรนด์ที่แตกต่างกัน เผยให้เห็นความแตกต่างด้านคุณภาพที่ส่งผลกระทบโดยตรงต่อความปลอดภัย การวิจัยมุ่งเน้นไปที่คุณสมบัติภายในที่สำคัญสองประการที่กำหนดว่าแบตเตอรี่อาจล้มเหลวอย่างร้ายแรงหรือไม่
ภาพรวมการศึกษา:
- ขนาดตัวอย่าง: เซลล์ 18650 จำนวน 1,054 เซลล์จาก 10 แบรนด์
- ตัวชี้วัดหลัก: ส่วนยื่นของแอโนด (AOH) และการจัดตำแหน่งขอบ
- ความเร็วในการสแกน: สูงสุด 720 เซลล์ต่อชั่วโมงด้วยการวิเคราะห์ CT อัตโนมัติ
- เทคโนโลยี: เครื่องสแกน X-ray CT อุตสาหกรรม Lumafield Neptune และเครื่องสแกน CT อัตโนมัติสำหรับโรงงาน Triton
 |
|---|
| ภาพรวมของแบตเตอรี่ชนิดต่างๆ เน้นย้ำถึงความกังวลที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับความปลอดภัยของ lithium-ion ในอุปกรณ์ต่างๆ |
ช่องว่างคุณภาพระหว่างแบรนด์พรีเมียมและแบรนด์ประหยัด
การศึกษาพบความแตกต่างอย่างมากในคุณภาพการผลิตระหว่างผู้ผลิตที่มีชื่อเสียงอย่าง Samsung , Panasonic , LG และ Sony เมื่อเปรียบเทียบกับแบรนด์ในตลาดราคาถูก แบตเตอรี่งบประมาณและปลอมแสดงคุณภาพ anode overhang ที่แย่กว่าเจ็ดเท่าและการจัดแนวขอบที่แย่กว่า 50% เมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์พรีเมียม
สิ่งที่น่าตกใจที่สุดคือการค้นพบเซลล์ 33 เซลล์ที่มี negative anode overhang - ข้อบกพร่องอันตรายที่ cathode ยื่นออกมาเกิน anode ข้อบกพร่องในการผลิตนี้เพิ่มความเสี่ยงของการลัดวงจรภายในที่อาจนำไปสู่ thermal runaway และไฟไหม้อย่างมีนัยสำคัญ เซลล์ที่มีข้อบกพร่องทั้ง 33 เซลล์มาจากแบรนด์ราคาถูกหรือปลอม ซึ่งแสดงถึงประมาณหนึ่งในทุก 13 เซลล์ที่ทดสอบจากกลุ่มนั้น
Anode overhang หมายถึงระยะที่ขั้วลบ (anode) ยื่นออกมาเกินขั้วบวก (cathode) ในโครงสร้างภายในของแบตเตอรี่ Overhang ที่เหมาะสมป้องกันการลัดวงจรที่อันตราย
ผลการเปรียบเทียบคุณภาพ:
- เซลล์ราคาถูกเทียบกับเซลล์ OEM: คุณภาพของส่วนยื่นแอโนดแย่กว่า 7 เท่า
- การจัดตำแหน่งขอบ: แบรนด์ราคาประหยัดแย่กว่า 50%
- ข้อบกพร่องที่เป็นอันตราย: 33 เซลล์ที่มีส่วนยื่นแอโนดเป็นลบ (ส่วนยื่นแคโทด)
- อัตราความล้มเหลว: ประมาณ 8% (1 ใน 13) สำหรับกลุ่มราคาถูก/ของปลอม
- แบรนด์พรีเมียม: Samsung, Panasonic, LG, Sony แสดงคุณภาพที่ดีกว่าอย่างสม่ำเสมอ
 |
|---|
| อุปกรณ์อุตสาหกรรมมีบทบาทสำคัญในการประเมินคุณภาพและความปลอดภัยของแบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออน |
ความท้าทายของปัญหาคุณภาพที่ซ่อนอยู่
รูปแบบทรงกระบอก 18650 ทำให้เป็นไปไม่ได้ที่จะประเมินคุณภาพภายในโดยไม่มีอุปกรณ์พิเศษ การอภิปรายในชุมชนเผยให้เห็นความผิดหวังอย่างแพร่หลายกับผลิตภัณฑ์ปลอมที่เลียนแบบแบรนด์ที่เชื่อถือได้อย่างเซลล์ 30Q ของ Samsung ในขณะที่อื่นๆ โฆษณาความจุที่เป็นไปไม่ได้เช่น 9,600 mAh ในรูปแบบที่โดยปกติจะให้ประมาณ 3,000 mAh
ตัวทำนายที่ดีที่สุดของความล้มเหลวของเซลล์คือแบรนด์ + ที่ที่คุณหามาได้ เซลล์แบรนด์ดีที่หามาผ่านช่องทางที่เชื่อถือได้นั้นแทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะได้ความล้มเหลวออกมาโดยไม่มีการใช้งานเซลล์อย่างผิดวิธีอย่างร้ายแรง
การศึกษาใช้เทคโนโลยีการสแกน CT ความเร็วสูงที่สามารถประมวลผลเซลล์ได้กว่า 720 เซลล์ต่อชั่วโมง ทำให้การควบคุมคุณภาพเป็นไปได้สำหรับการผลิตขนาดใหญ่ สิ่งนี้แสดงถึงความก้าวหน้าที่สำคัญเหนือวิธีการทดสอบแบบดั้งเดิมที่มักพลาดข้อบกพร่องของโครงสร้างภายใน
 |
|---|
| การแสดงรายละเอียดของส่วนประกอบภายในเน้นให้เห็นถึงความซับซ้อนที่เกี่ยวข้องในการประเมินคุณภาพแบตเตอรี่ |
ผลกระทบในโลกแห่งความจริงและคำแนะนำด้านความปลอดภัย
การวิจัยยืนยันสิ่งที่ผู้เชี่ยวชาญด้านความปลอดภัยสงสัยมานาน - ว่าการเติบโตอย่างรวดเร็วในอุปกรณ์ที่ใช้แบตเตอรี่ได้สร้างโอกาสให้ผลิตภัณฑ์อันตรายเข้าสู่ตลาด ด้วยการผลิตทั่วโลกที่เกิน 5 พันล้านเซลล์ต่อปี แม้แต่อัตราความล้มเหลวเล็กน้อยก็แปลเป็นแบตเตอรี่ที่อาจเป็นอันตรายหลายล้านก้อนที่หมุนเวียนอยู่
ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมเน้นย้ำว่าคุณภาพการประกอบแพ็คแบตเตอรี่มีความสำคัญเท่าเทียมกับคุณภาพเซลล์แต่ละเซลล์ การเชื่อมที่ไม่ดี ระบบจัดการสมดุลที่ไม่เพียงพอ และระยะห่างที่ไม่เหมาะสมสามารถเปลี่ยนแม้แต่เซลล์พรีเมียมให้กลายเป็นอันตรายจากไฟไหม้ได้ ชุมชนแนะนำอย่างยิ่งให้หลีกเลี่ยงแพ็คแบตเตอรี่หลายเซลล์ใดๆ ที่ไม่มีระบบจัดการแบตเตอรี่ที่เหมาะสม
สำหรับผู้บริโภค วิธีที่ปลอดภัยที่สุดยังคงเป็นการซื้อผลิตภัณฑ์ที่มีแบตเตอรี่จากผู้ผลิตที่มีชื่อเสียงผ่านช่องทางที่เชื่อถือได้ แม้ว่าสิ่งนี้อาจมีค่าใช้จ่ายมากกว่าในตอนแรก แต่ขอบความปลอดภัยและความสม่ำเสมอของประสิทธิภาพก็สมควรกับเงินพิเศษสำหรับการใช้งานที่ความล้มเหลวอาจทำให้เกิดการบาดเจ็บหรือความเสียหายต่อทรัพย์สิน
ผลการศึกษานี้เน้นย้ำถึงความจำเป็นที่สำคัญในการควบคุมคุณภาพและความโปร่งใสที่ดีขึ้นในห่วงโซ่อุปทานแบตเตอรี่ที่ขยายตัวอย่างรวดเร็ว ที่ซึ่งผลที่ตามมาของการตัดมุมอาจเป็นการระเบิดอย่างแท้จริง