Cháy pin đang trở thành mối lo ngại nghiêm trọng ngày càng gia tăng khi các tế bào lithium-ion cung cấp năng lượng cho mọi thứ từ bàn chải đánh răng điện đến xe đạp điện. Các sự cố thực tế gần đây làm nổi bật nguy cơ ngày càng tăng này - cháy căn hộ do pin xe đạp điện phát nổ và các đợt thu hồi của Ủy ban An toàn Sản phẩm Tiêu dùng vẽ nên bức tranh đáng lo ngại về những gì xảy ra khi các tế bào chất lượng kém xâm nhập vào cuộc sống hàng ngày của chúng ta.
Một nghiên cứu toàn diện của Lumafield đã sử dụng quét CT công nghiệp để kiểm tra hơn 1.000 tế bào lithium-ion 18650 riêng lẻ từ mười thương hiệu khác nhau, tiết lộ sự khác biệt chất lượng rõ rệt có tác động trực tiếp đến an toàn. Nghiên cứu tập trung vào hai đặc điểm nội bộ quan trọng quyết định liệu pin có thể bị hỏng thảm khốc hay không.
Tổng quan nghiên cứu:
- Quy mô mẫu: 1.054 tế bào 18650 riêng lẻ từ 10 thương hiệu
- Chỉ số chính: Độ nhô ra của cực âm (AOH) và sự căn chỉnh cạnh
- Tốc độ quét: Lên đến 720 tế bào mỗi giờ với phân tích CT tự động
- Công nghệ: Máy quét CT tia X công nghiệp Lumafield Neptune và máy quét CT nhà máy tự động Triton
 |
|---|
| Tổng quan về các loại pin khác nhau nhấn mạnh những lo ngại ngày càng tăng về an toàn pin lithium-ion trong các thiết bị khác nhau |
Khoảng Cách Chất Lượng Giữa Thương Hiệu Cao Cấp và Bình Dân
Nghiên cứu phát hiện sự khác biệt đáng kể về chất lượng sản xuất giữa các nhà sản xuất đã được thiết lập như Samsung , Panasonic , LG và Sony so với các thương hiệu thị trường giá rẻ. Pin giá rẻ và nhái cho thấy chất lượng anode overhang kém hơn bảy lần và độ căn chỉnh cạnh kém hơn 50% so với các tế bào cao cấp.
Điều đáng báo động nhất là việc phát hiện 33 tế bào có anode overhang âm - một khuyết tật nguy hiểm khi cathode kéo dài vượt quá anode. Lỗi sản xuất này làm tăng đáng kể nguy cơ chập mạch nội bộ có thể dẫn đến thermal runaway và cháy nổ. Tất cả 33 tế bào bị lỗi đều đến từ các thương hiệu giá rẻ hoặc nhái, chiếm khoảng một trong mỗi 13 tế bào được kiểm tra từ phân khúc đó.
Anode overhang đề cập đến mức độ điện cực âm (anode) kéo dài vượt quá điện cực dương (cathode) trong cấu trúc nội bộ của pin. Overhang thích hợp ngăn chặn chập mạch nguy hiểm.
Kết quả So sánh Chất lượng:
- Pin giá rẻ so với pin OEM: chất lượng phần anode nhô ra kém hơn 7 lần
- Căn chỉnh cạnh: kém hơn 50% ở các thương hiệu giá rẻ
- Khuyết tật nguy hiểm: 33 pin có phần anode nhô ra âm (phần cathode nhô ra)
- Tỷ lệ hỏng hóc: ~8% (1 trên 13) đối với phân khúc giá rẻ/hàng giả
- Thương hiệu cao cấp: Samsung , Panasonic , LG , Sony cho thấy chất lượng tốt hơn một cách nhất quán
 |
|---|
| Thiết bị công nghiệp đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá chất lượng và độ an toàn của pin lithium-ion |
Thách Thức Của Các Vấn Đề Chất Lượng Ẩn
Định dạng hình trụ 18650 khiến việc đánh giá chất lượng nội bộ trở nên bất khả thi nếu không có thiết bị chuyên dụng. Các cuộc thảo luận cộng đồng tiết lộ sự thất vọng lan rộng với các sản phẩm nhái bắt chước các thương hiệu đáng tin cậy như tế bào 30Q của Samsung , trong khi những sản phẩm khác quảng cáo dung lượng không thể có như 9.600 mAh trong các định dạng thường chỉ cung cấp khoảng 3.000 mAh.
Yếu tố dự đoán tốt nhất về sự cố tế bào của bạn là thương hiệu + nơi bạn mua. Các tế bào thương hiệu tốt được mua từ kênh đáng tin cậy hầu như không thể gặp sự cố nếu không lạm dụng nghiêm trọng các tế bào.
Nghiên cứu sử dụng công nghệ quét CT tốc độ cao có thể xử lý hơn 720 tế bào mỗi giờ, làm cho kiểm soát chất lượng trở nên khả thi cho sản xuất quy mô lớn. Điều này đại diện cho một bước tiến đáng kể so với các phương pháp kiểm tra truyền thống thường bỏ sót các khuyết tật cấu trúc nội bộ.
 |
|---|
| Một mô tả chi tiết về các thành phần bên trong làm nổi bật sự phức tạp liên quan đến việc đánh giá chất lượng pin |
Tác Động Thực Tế và Khuyến Nghị An Toàn
Nghiên cứu xác nhận những gì các chuyên gia an toàn từ lâu đã nghi ngờ - rằng sự tăng trưởng bùng nổ của các thiết bị chạy pin đã tạo ra cơ hội cho các sản phẩm nguy hiểm xâm nhập thị trường. Với sản lượng toàn cầu vượt quá 5 tỷ tế bào hàng năm, ngay cả tỷ lệ hỏng nhỏ cũng có nghĩa là hàng triệu pin có khả năng nguy hiểm đang lưu hành.
Các chuyên gia ngành nhấn mạnh rằng chất lượng lắp ráp gói pin cũng quan trọng như chất lượng tế bào riêng lẻ. Hàn kém, hệ thống quản lý cân bằng không đầy đủ và khoảng cách không phù hợp có thể biến ngay cả các tế bào cao cấp thành mối nguy hiểm cháy nổ. Cộng đồng mạnh mẽ khuyến nghị tránh bất kỳ gói pin nhiều tế bào nào không có hệ thống quản lý pin thích hợp.
Đối với người tiêu dùng, cách tiếp cận an toàn nhất vẫn là mua sản phẩm có pin từ các nhà sản xuất đã được thiết lập thông qua các kênh đáng tin cậy. Mặc dù điều này có thể tốn kém hơn ban đầu, nhưng biên độ an toàn và tính nhất quán hiệu suất biện minh cho mức giá cao hơn đối với các ứng dụng mà sự cố có thể gây thương tích hoặc thiệt hại tài sản.
Các phát hiện của nghiên cứu nhấn mạnh nhu cầu cấp thiết về kiểm soát chất lượng tốt hơn và minh bạch trong chuỗi cung ứng pin đang mở rộng nhanh chóng, nơi hậu quả của việc cắt giảm chi phí có thể thực sự là bùng nổ.