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Note 7电池设计过于激进

时间:2016-12-07 10:22:27 阅读0
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知名独立硬件工程师团队“Instrumental”最近对Note 7进行了拆解分析,他们得出的结论是,Note 7电池设计过于激进,导致锂聚合物电池在正常膨胀后没有空间伸展,受到挤压,引起爆炸。

以下是拆解报告全文:

今年9月,不断有网友在社交网站上晒出三星Galaxy Note 7手机爆炸之后的“尸体”。起初,三星认定,是三星子公司SDI生产的锂聚合物电池出现了问题,并开始召回采用SDI电池Note 7手机。然而,几个星期之后,用户拿到手的新机同样起火爆炸,三星不得不决定在全球全面召回Note 7手机,并停产这款手机。

发生这样的事情是每个电池工程师的噩梦。至于爆炸原因,三星公司内部说法不一,有人说是因为电池生产太赶工,有人说是加工过程电池层与层之间压缩太多,还有人认为是绝缘带定位不良。这些推测都是跟电池有关,最终原因是,三星为了在最小的空间内实现最大的电池容量,在制造参数上急于求进。但是,如果真的只是电池问题,更换电池就能解决问题,那为什么要停产Note 7,把好几个季度的利润拱手相让给竞争对手呢?我们认为,这其中有更多的原因——那就是手机本身的设计有问题。

拆解

我们收了一部Galaxy Note 7,对其进行拆解。为了以防万一,我们还买了一个灭火器放在身边。我们的发现出人意外:Note 7的设计导致正常操作手机的时电池也会受到挤压。(注:锂聚合物电池在充电和放电过程中,锂离子会移位,电池会膨胀。任何电池工程师都会告诉你,电池周围应该留有一定的空间,根据经验,大概是10%。电池使用一段时间后会膨胀变大,占用这些空间。)我们拆解的手机只用了两个月,电池就已经把电池仓全占满了:电池的厚度为5.2毫米,电池仓深度也是5.2毫米。

这个问题为什么这么重要?Note 7的锂聚合物电池就像一个被压扁的瑞士卷,由锂钴氧化物制成的正极层、石墨制成的负极层以及聚合物制成的吸满电解液的分隔层组成。分隔层让离子(和电量)在正极层和负极层之间流动,并同时将这这两层隔开。一旦正极层跟负极层接触,能量就会直接流入电解液,使之发热,这又会引起更多的能量流动以及更严重的发热,最后结果就是电池发生爆炸。三星表示,由于激进的制造参数,这些隔离层一开始就可能做得很薄。因此,本身就很薄的聚合物层受到电池正常机械膨胀的挤压,正极层和负极层就有可能会接触,引发电池爆炸。压迫电池后盖也会引起类似的挤压效果,这就是Note 7经常在用户屁股口袋爆炸的原因。

有趣的是,有证据表明,三星设计师是绞尽了脑汁在安全性和突破极限之间取得平衡。为了获得最大的电池容量,他们让电池占满了电池仓。同时,为了保护电池不被其他内部零部件戳穿,电池仓外围都是数控加工的——三星是下了血本。

从这张图可以看出,电池上下左右留出的空间很小,电池仓周围用铝合金墙挡着,以防止PCB的粗糙边缘碰到电池

突破极限

在拆解过程中,我们的一名成员很纳闷,“三星工程师很聪明,但他们为什么要这样设计?”答案就是:创新意味着突破极限。对于新创的设计,设计师会用能想到的最好办法对其进行测试,证明这样的设计没有问题。众所周知,电池测试需要耗费很长的时间(某些测试需要一年的时间!)你需要测试数千个电池样品,才能获得有效结果。事实有可能是这样的:三星的电池制造工艺在整个研发过程中不断变化,以致于最新的版本没有像起初的版本那样经过严格的测试。

如果Note 7没有召回,我们相信,这些手机几年后也会被电池的机械膨胀撑爆。减小电池容量,并采用标准制造参数生产,可以解决Note 7爆炸的问题。然而,减小电池容量会缩短手机待机时间,恐怕会导致Note 7竞争不过iPhone 7 Plus。

新产品的设计和检验对所有厂商来说都非常具有挑战性。在本例中,三星有意采取了一种危险的做法,事实也已经证明,这种做法失败了。三星出售了一款危险产品,导致品牌声誉遭受严重损失。

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机同样起火爆炸三星不得不决定在全球全面召回手机并停产这款手机发生这样的事情是每个电池工程师的噩梦至于,有人说是加工过程中电池层与层之间压缩太多还有人认为是绝缘带定位不良这些推测都是跟电池有关最终原因是三,求进但是如果真的只是电池问题更换电池就能解决问题那为什么要停产把好几个季度的利润拱手相让给竞争对手呢,过程中锂离子会移位电池会膨胀任何电池工程师都会告诉你电池周围应该留有一定的空间根据经验大概是电池使用,的负极层以及聚合物制成的吸满电解液的分隔层组成分隔层让离子和电量在正极层和负极层之间流动并同时将这这,电池正常机械膨胀的挤压正极层和负极层就有可能会接触引发电池爆炸压迫电池后盖也会引起类似的挤压效果这就,星是下了血本从这张图可以看出电池上下左右留出的空间很小电池仓周围用铝合金墙挡着以防止的粗糙边缘碰到电,的时间某些测试需要一年的时间你需要测试数千个电池样品才能获得有效结果事实有可能是这样的三星的电池制造,短手机待机时间恐怕会导致竞争不过新产品的设计和检验对所有厂商来说都非常具有挑战性在本例中三星有意采取,
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