從三星手機Note 7電池爆炸事件 簡介工業X ray CT在捲繞式電池(Jell-Roll)安全檢查與失效應用說明<一>
三星(Samsung)手機Galaxy Note 7電池爆炸事件
本文可以清楚了解電池產品從設計到實際生產過程中，當設備的尺寸容許誤差越小時，在生產階段的尺寸控制難度就越高，造成電池爆炸的風險也就越高，如何在產品生產後，確認尺寸變化的品質，已是所有使用輕薄及高容量電池產品必須要關注的品管項目。
捲繞式電池(Jell-Roll)加工後最終產品是密閉的，無法再由其他的量測方法來檢查內部機構外觀變化，只能藉由工業CT(X ray CT,X光檢查機,X光電腦斷層掃描機)來做影像分析最終產品的尺寸變化。
隨著智慧型手機設備上不斷的進步，輕薄，電池高容量已是各家手機品牌在高階手機設計上與消費者會關注的技術指標，而在全球有限電池製造商供應商中，電池的使用安全已是各家手機品牌一定會關注的技術問題與需要突破技術瓶頸。
三星(Samsung)Galaxy Note 7在2016年，因電池設計不良，對三星品牌的影響甚鉅，但同時也因為三星的正面面對問問題，並公開電池安全檢查的步驟，做出有效的危機處理與提供嚴謹的手機電池安全檢測，讓不論從生產，組裝到品牌都高度的詢問 能邁科技所引進 德國國家級工業CT檢查設備(X ray CT,X光檢查機,X光電腦斷層掃描機)。
三星(Samsung)Galaxy Note 7電池爆炸原因說明及電池安全檢查項目公開
從三星(Samsung)在記者會的說明，我們可以簡單將Note 7電池兩家供應商(SDI及ATL)所產生不同的問題，做簡單的分類。
SDI：三星(Samsung)當初為創新做出輕薄曲面旗艦機，電池規格預留空間較小，供應商在想要追求技術突破情況下，沒發現電池右上角有瑕疵，因電極彎曲，使正負極間區隔體脆弱，造成多重短路可能的途徑。
ATL：電池則是在靠近正極導電片的負極區域出現銅熔現象，顯示已經發生短路情況。
三星表示，Galaxy Note 7電池容量和前一代產品相對提高，A、B兩公司製造的電池內部設計不同，調查過程共測試20萬部手機，並單獨測試大量電池，約花兩個月仿真模擬消費者的使用情境，但手機燒損與容量密度高無直接關係。因三星考慮到打造Note 7這樣的型號需要許多零組件，每家製造商都是合作夥伴，考慮這次損失的確艱辛，但以後仍是協作夥伴， 做為整機廠商，公司最終責任者，要負綜合性責任，訴諸法律的作法不適當。
為了了解Galaxy Note 7 炸燃的起因，三星與第三方單位各別獨立調查，研究了電池、硬體設計、零件與製程、搬運與倉儲、軟體演算法，並懷疑成因是快充與虹膜辨識產生的電壓異常，或者是防水設計導致機身對電池過於壓縮，但最終仍確認， 原因還是在電池設計，以及組裝過程產生的公差 ，原因是產品在生產製造時，經過的製程工序越多，所產生的尺寸誤差就會越大，而捲繞式電池是將多層材料做壓合捲繞，所產生的尺寸誤差不易做精密控制，又電池在使用時會產生工作溫度，造成尺寸的不穩定，就很有可能在生產檢查端視O產品，但在消費者使用時因溫度變化產生電極短路的情況。
三星指出，現代智慧型手機的趨勢就是更緊湊的機身，以及更大的電池容量。為了滿足三星的設計要求，首波的電池供應商使用了新的方法來設計更緊湊的 3,500mAh 電池， 用捲繞式的纏繞方式，夾藏正極板、負極板、隔離層，以及用來儲放電的化合物質。這種設計容易讓電池的邊角結構受壓彎曲，進而短路。此外，製程上的缺失與緊湊機身，也導致電池的焊點容易出現毛突。這些毛突也進一步強化了電池短路的機率。
由於規格完全由三星訂製，也沒有事先就發現問題，三星將完全負起這次事件責任。三星同時公佈了後續的製程改良措施，以避免類似事情的重演。相關的研究成果也將會公開，一方面與業界分享，一方面也報請給公部門，作為新版檢驗標準的建議。
註1：三星也強調，Galaxy Note 7 在上市前，電池完全通過內部與第三方的測試，但仍因為新版電池設計的潛在問題無法被舊檢驗方式知悉，進而發生問題。
Instrumental 認為，一般來說，手機鋰電池的機制，會讓它在充電、放電過程中持續自然膨脹。在合理的範圍下，膨脹係數會維持在一定程度，不會像一些老化的問題電池般撐開機殼。而為了安全，設計師也通常會刻意在機殼的電池槽留下10%的空間，以免膨脹的電池在過度緊湊的機身裡造成危險。
然而 Galaxy Note 7 為了打造更輕薄的雙曲面手機，同時又要在 7.9 mm 的厚度下容納 3,500mAh 電池，打破了這項規矩，只為 5.2mm 厚的電池留下不到 0.1mm 的空隙，大約只有 1%。這種設計導致 Note 7 的電池實際上在出廠時，就已經處於受壓狀態，幾乎無法承受電池的自然膨脹，最終使電極更容易受力毀損，進而絕緣燒燃。當設計者為了能設計出更符合消費市場期望的商品(輕，薄，高容量)智慧型手機時，將零件與產品組裝的容許空間就會越小，這時，唯有3D工業CT(X光檢查機，X光電腦斷層掃描機，X ray CT)檢查機才能檢查出產品在出貨包裝前的尺寸品質與缺陷(失效)。
下期將詳細說明
3D X ray CT在捲繞式電池(Jell-Roll)安全檢查與失效實際應用說明 <二>
捲繞式電池(Jell-Roll)及實際使用與在應用上的影像差異
