[图]窥探移动电池制造秘辛

jeehom · 发表于 2012 年 3 月 12 日 17:25:24

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　　“如果移动电池做到苹果的品质，华强北的价格，东莞的服务，何愁没有销量和市场”，在深圳市区前往东莞的出租车上，记者的业内朋友徐明这样调侃的形容电子产业大潮中的移动电池的定位问题。2012年的315调查，电脑报把目光投向产业周边的移动电池的思路，酝酿已久。
　　近年来平板和手机的智能化发展可谓迅猛，一些已经颠覆了手机和平板之间的界限，带来的实际变化就是，高配置的芯片提升和通话功能的融合，让移动设备的耗电量剧增，游戏、上网、看电子书、蓝牙通讯，个个都是耗电大户。
　　在此次为期一个多月对深圳、珠海的一些企业的电芯企业采访或者暗访，以及对市场的了解和众多产品的接触中，记者的思路逐渐明晰。移动电池，在个大电商网站上卖得红红火火，只是证明了其需求量惊人，但落实到具体的产品，真正行业绝对领军者的品牌还没有被认同。如同翼通、微络斯、MiLi、劲量这些品牌，各种都以自己的一些特点，或注重外形上的工业设计，如烤瓷工艺或色彩调校；或注重内功，比如胆电容的应用，电路保护板、配件的优质选配，但并没有一家完全处于领导地位。为何？因为消费者们不容易短期从中辨别出怀揣“真功夫”产品，也令山寨产品频频以虚标和价格盘踞于市场。
　　走近珠海、东莞电芯企业
　　走近珠海、东莞电芯企业
　　锂离子电池的制造工艺：配料——涂布——制片——烘烤——卷绕——装配——烘烤——注液——封口——清洗——化成——分容——老化——包装——出货
　　需求改变着市场，移动电池扮演的电能续航保护者的角色越来越重要，这和前几年手机兼容电池的格局有相似之处，但又并不完全相同，手机电池的容量毕竟太小，虽然爆炸事件时有发生，对于整个产业来说无关痛痒。而在平板手机普及化的时代，动辄数千mAh容量的电芯以及移动电池，如果没有行业规范和标准，虚标和伪劣盛行，很难相信这个产业具有持续性。带着这些疑问，记者团队深入广东省，对东莞和珠江多家电芯企业以及华强北市场进行深入调查，力求给消费者带来一个明晰的电芯市场的现状，以及当下国产电芯、移动电池、笔记本电池的生产力和质量表现（见电脑报本次业内首发的最专业移动电池和笔记本电池的横测报告）。
　　在付给的士司机160元的车费之后，记者来到位于光明新区的雅盛科技园某电池生产企业（以下简称雅盛公司），该工厂市场部的陈小姐接待了我们。雅盛公司是一家中小型的电芯生产企业，年产值约两亿元，工厂有300~500人的工人。从该公司四层楼的车间十米宽的对面密密麻麻宿舍阳台上晾的衣服可以看出，工人们已经从春节假日后陆续返回了岗位。
　　时至下午5点半左右，正是工厂的下班时间，记者上楼的看到大多岁数在20岁左右的年轻工人们在指纹打卡机上摁下考勤记录，准备外出吃饭。往车间里面走，有些生产线空无一人，有些则还留有少量的工人在维持机器的运作。陈小姐告诉记者，工人们现在是用餐时间，夜里还要加班，因为春节后的2~4月份是电芯需求的旺季，订单主要来自于平板电脑、手机、DVD、MP3播放器、玩具电动车等等厂商。
　　陈小姐在电芯行业内算是资深人士，从大学毕业进入企业负责市场推广，已经有七八个年头。她坦言，目前中国的电芯企业，正在面临一个绝好的机会。早在前几年，索尼、三洋、松下和LG等国际巨头占据着相当大的电池份额，无论是手机电池还是笔记本电池，外企都占有绝对的优势，而这样的垄断局面正在发生变化。 “比克电池公司、东莞新能源电子公司(ATL)和比亚迪这些电芯厂家，近年来是抓住了机遇。特别是ATL，能够获得苹果iPhone和iPad电芯的订单，你觉得它还有什么订单拿不下的，据说OPPO已经开始向它们下单了！”记者从陈小姐的脸上读到了羡慕二字。
　　初春季节，工人们已经返厂开工，但电池制造行业，也许未来并不需要这么多工人
　　电芯标准制定处于空白
　　记者次日来到东莞龙岗海盈科技工业园，时至下午时间，园区内人很少，天气有点让人犯困。在厂房前的篮球场上，有几个小伙子额正在打着篮球，在不远处的柱子下，堆着一些太阳能电池板。海盈科技姜总告诉记者，这些未来都会用在移动基站、高原地区学校或者其他对电能存储有要求的场所。但对于工厂“起量”的产品，则来自于移动电池。
　　“移动电池就是三合一的产品，外壳+电芯+保护电路。但越是简单的产品，对于细节的把握就越高”。姜总这样给记者诠释。作为较早进入电芯行业的海盈科技来说，目前涉及的电芯产品，已经不仅仅不限于开发手机电池和移动电池，包括电动车、玩具以及太阳能电池板的制造都有涉足。对于有电芯生产能力的中大型企业来讲，在移动电池的生产上有着成本的优势，而未来智能手机和平板的飞速跃进，也给他们带来前所有为的新契机。
　　在和姜总讨教电芯制造的技术的两个小时中，不断地有经销商打进电话来询问电芯的一些性能和参数解释。姜总无奈地说：“我们已经给一些客户，比沃尔玛这样的渠道商做了一套销售QA的说明书了，但还是很多促销搞不明白如何给用户解释移动电池的容量、转换率以及供电规范，这个行业标准不统一，消费者更是不清楚，需要专业媒体立标准，普及知识。”
　　锂离子电池的制造工艺：配料——涂布——制片——烘烤——卷绕——装配——烘烤——注液——封口——清洗——化成——分容——老化——包装——出货
　　在问到竞争问题，姜总坦言，目前进入移动电池行业的企业已经很多，品牌加杂牌或者山寨产品，至少有上百种品牌，疯狂涌入这个市场的原因在于移动电池的利润较高。和大家熟知的笔记本、平板电脑、手机、相机的价格血瓶相比，移动电池的利润往往可以达到150%~200%的毛利，非常具有诱惑力。
　　周末记者一行驱车前往珠海某大型电芯制造工厂，在这里的调查和前几个企业看到的情况近似，厂商都以生产聚合物锂电池为主。原因来自于目前移动设备如手机、数码、电玩类对于电芯的需求增大，并且由于聚合物锂电池在结构上采用铝塑软包装，可以实现多种不同的形态和规格，在制造上可以满足不同的需求。并且聚合物锂电池有别于旧式的铝壳电芯的锂离子外壳，一旦发生安全隐患，铝壳电芯的锂离子容易爆炸（后文技术篇有诠释），而聚合物电芯最多只会气鼓。在我们后期的横向测试中也发现，为了节约成本，依然有很多的移动电池采用了18650的电芯，虽然和聚合物锂电池都属于锂电池，但前者的成本要低一些。
　　作为电芯配料的搅拌炉和七零八落堆放的配料，旁边堆放有如石墨和钴酸锂等材质，这样相对较为粗放的制造环境，在深圳企业中较为常见
　　缺乏监管，也是移动电池市场的乱象形成的原因之一。姜总谈到他们为获得一些订单，需要为产品做一些认证，但国家方面针对这样的小容量电池根本没有制定标准。他们只好拿了一些工厂的所以的正规生产的材料去报批，希望能够“通融”一下，得到的答复是：“工厂不能自己当裁判又当队员。”“虽然现在很多产品上都有CE这样的标志，实际上都是没有意义的，它只是允许产品能够进入欧洲市场销售的通行证，根本不是移动电池的行业标准。”姜总如是说。
　　大部分的厂房对于除尘的要求不高，毕竟需要大手笔的投入，只有部分产线需要在除尘室吹离子风后进入
　　手工和自动化掺杂的制造
　　大部分手机用户都有过购买电池的经历，但大家并不知道电池（包括平板、手机电池、笔记本电池）是如何制造出来的。电脑报记者此次走访或者暗访数家中大型的电芯制造工厂，为大家解读电芯的制造流程，更深层次的目的便是希望大家从电芯的制作标准、制造流程以及电芯原理方面来认识这块陌生的领域，从而掌握识别劣质电芯和虚标电池的能力。
　　从锂离子电池的综合制造流程来讲，大致分十五个步骤。最初的配料和涂布环节，是尤为重要的工序，其中的原理在于要实现配料在涂布上(简单的理解，就是一层薄膜上，要涂上正负极的两层介质)的附着和构造，正极构造由：LiCoO2(钴酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体（铝箔）组成，负极构造由：石墨+导电剂(乙炔黑)+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+ 集流体（铜箔）负极组成。
　　我们不要小看原料配备和涂布的精细度，市场上发生的一些手机爆炸，主要环节就在于山寨企业在此处的制造工艺不过关。设计时正极过量，或者涂布不均，运输过程中振动导致极片错位，后期使用中就让电芯成了爆炸的隐患。

jeehom · 发表于 2012 年 3 月 12 日 17:25:36

　　在某个企业的调查中，我们看到一些企业老的设备仍然在应用，但厂商负责人表示，企业已经开始逐渐向自动化的工业制造流程迈进，记者看到在偌大的厂房中，一些新购买的机器正在等待上线安装。对于电芯制造来说，自动化的仪器比人工出错的几率要少，特别是在“制片”的环节中，人工为正负涂布“叠片”，均匀程度，以及手上静电，力道等问题，都没有机器制造来得细腻。更重要的是，随着电芯需求量的提升，订单多的情况下，人工完全没有办法实现快速量产。
　　调查中，记者以日前收到的读者投诉中的3GS锂电池爆裂的案例（见《电脑报》第9期D7版），询问某锂电池电芯企业的品牌经理段先生，他这边描述：苹果的电芯也是采用的是聚合物锂电池，电池聚合物化的程度高，形状上可做到薄形化（最薄0.5毫米）、任意面积化和任意形状化，从而可以配合产品需求，做成任何形状与容量的电池。
　　鼓包的原因有几种：一是电池制造水平的问题，电极涂层不均匀，生产工艺比较粗糙；二是使用过程中过充电和过放电问题。这两个因素会导致电池在使用过程中，电池内部发生近似于短路的剧烈反应，生成大量的热，进而导致电解质分解气化，电池就鼓起来了。对于聚合物锂电池来说，鼓包的危险系数不大，因为软包即便爆裂开，也不会形成多大的伤害。但即便如此，不合格的电芯依然威胁到移动设备的寿命。
　　目前在我们走访的数家工厂中，人工和半自动化、全自动化机器的掺杂使用，主要是来自于订单的大小不同。因为企业是以生产为主，一些数量较小的单子，不可能占用全自动生产线，所以工人的需求依旧是有，不过会逐渐减少。一位负责人已经明确的告诉记者：“工人密集度的顶峰时期达到过1800人，但未来会缩减到 600人左右。”以机器替代人工，以自动化代替粗放的手动作业，进而取得更低的成本运作，以及把电芯的质量、稳定性进一步提升，是一些跑在前面的电芯企业与“山寨”作坊式企业拉开差距的方式。
　　记者追问：
　　五问电芯素质的考量尺？
　　在组织这个移动电池和笔记本电池315特别策划的时候，记者们遇到一个问题：策划中的横测环节中，电量测试的精准性如何表现。因为需要长时间来检验，比如老化衰减测试。在日常生活应用中，我们可能花上半年多到一年的时间，来辨别购买的产品是否耐用。在工厂的仪器测试中，也需要1-2月的时间。所以对于用户来说，购买到的产品，很难在保修期内或者电商支付宝数天的划款周期内检测出产品的素质。不过在技术上，除了我们后面的测试，我们还可以在制造的工艺中了解，以下的这些细节对于终端产品，肯定是有决定性因素的，我们很有必要去看看。
　　是否注意制造细节？
　　在某个采访的细节上，某厂商工段负责人向我展示用在极耳上的一片薄膜，其用处是在电芯最后封装的过程中，塑料薄膜能够让密封性更好。因为如果是极耳的金属直接封装，有可能在以后使用中，密闭性不太好。这样的细节，一般的山寨企业很难注意到，事实上，任何一个工序上的小失误，都可能对成品造成隐患，最后消费者为失败的产品买单。
　　有没有以次充好？
　　这是记者在某工厂拍到的视频，图中的工人们正在拆解一些退单的旧电池。由于是铝壳电池，外面的铝壳会被取下来，电线也被剥离开。这样的工序属于善后工作，其实每个厂多多少少的订单会由于各种原因被退回或者取消，为了“避免”材料浪费，就有了回收这一道工序。但对于消费者来说，完全没办法了解自己手中买到的产品，是不是回收材料所做。当然，退一步想，也许回收的材料比回收就电芯改造，会稍微好一点吧，这不得不算是一种悲哀。
　　工艺的规范严谨与否？
　　电芯的卷绕看似简单，实际上对最后成品的素质表现有着关键的作用。在目前很多电芯厂，电芯的卷绕依然靠人工来完成，这样的好处是成本低，坏处是素质参差不齐。如果遇到工人熟练程度不够，卷绕得不整齐，后期可能在使用中就会有鼓包的情况产生。对于厂商来讲，目前这块儿的工艺没办法在短时间内改善，一个原因是小容量的电芯，多以个体为单位，最多以两块为单位并串联，有质量问题不会造成人身伤害，厂商不需要担心太多的投诉与赔偿问题。此外，这些小容量电芯在 MP4或者小尺寸平板上使用，很多还没达到寿命终结，依附的主机就已经换代了，消费者也不太追究其衰减性。
　　流程是否有缺失？
　　在前面我们介绍到，涂布制片之后，需要进行烘烤。有工程师就告诉记者，这个流程的重要性在于，让涂布上的材质附着性均匀和增强，对于后期与电解液发生关系时能够更加的顺畅与饱和。而正规企业会为对这些涂布进行烘烤，而且中间可能会涉及到用氮气来综合湿度。但是山寨企业会缺失这些流程，采用一些土办法，比如室内加温来进行烘烤，并且对于湿度的把握也不严谨，这样的电芯在表现上肯定大打折扣。
　　工艺需不需要透明化？
　　在本次我们的调查和后期测试环节，我们发现只有为数很少的产品，可以实现正常拆解和还原（采用螺丝进行外壳封装），包括劲量、MiLi、微络斯为数不多的几款产品。绝大多数的产品采用了超声波或者胶水封闭，并且封闭得相当的死，这表明如果产品一旦有问题，完全无法实现更换和维修。业内人士告诉记者，首先是由于虚标现象存在，厂商不希望用户拆开外壳深究其内部构造，其次，本身很多产品做工也相当粗糙，一开壳后就露陷了，所以也有了下图这些为了横测必须开封而牺牲的外壳渣滓。实际上，实行封死措施的过程中，有些工人甚至把胶水点得到处都是，对于电路本身也造成了影响。像苹果、三星这样的大腕，尚留有维修的余地，为何小小的移动电池不能“敞开心扉”呢？

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