國外工程師團隊拆解Note 7分析爆炸原因：電池設計過(guò)于激進(jìn)

　　知名獨立硬件工程師團隊“Instrumental”最近對Note 7進(jìn)行了拆解分析，他們得出的結論是，Note 7電池設計過(guò)于激進(jìn)，導致鋰聚合物電池在正常膨脹后沒(méi)有空間伸展，受到擠壓，引起爆炸。

　　以下是拆解報告全文：

　　今年9月，不斷有網(wǎng)友在社交網(wǎng)站上曬出三星Galaxy Note 7手機爆炸之后的“尸體”。起初，三星認定，是三星子公司SDI生產(chǎn)的鋰聚合物電池出現了問(wèn)題，并開(kāi)始召回采用SDI電池的Note 7手機。然而，幾個(gè)星期之后，用戶(hù)拿到手的新機同樣起火爆炸，三星不得不決定在全球全面召回Note 7手機，并停產(chǎn)這款手機。

　　發(fā)生這樣的事情是每個(gè)電池工程師的噩夢(mèng)。至于爆炸原因，三星公司內部說(shuō)法不一，有人說(shuō)是因為電池生產(chǎn)太趕工，有人說(shuō)是加工過(guò)程中電池層與層之間壓縮太多，還有人認為是絕緣帶定位不良。這些推測都是跟電池有關(guān)，最終原因是，三星為了在最小的空間內實(shí)現最大的電池容量，在制造參數上急于求進(jìn)。但是，如果真的只是電池問(wèn)題，更換電池就能解決問(wèn)題，那為什么要停產(chǎn)Note 7，把好幾個(gè)季度的利潤拱手相讓給競爭對手呢?我們認為，這其中有更多的原因——那就是手機本身的設計有問(wèn)題。

　　拆解

　　我們收了一部Galaxy Note 7，對其進(jìn)行拆解。為了以防萬(wàn)一，我們還買(mǎi)了一個(gè)滅火器放在身邊。我們的發(fā)現出人意外：Note 7的設計導致正常操作手機的時(shí)候電池也會(huì )受到擠壓。(注：鋰聚合物電池在充電和放電過(guò)程中，鋰離子會(huì )移位，電池會(huì )膨脹。任何電池工程師都會(huì )告訴你，電池周?chē)鷳摿粲幸欢ǖ目臻g，根據經(jīng)驗，大概是10%。電池使用一段時(shí)間后會(huì )膨脹變大，占用這些空間。)我們拆解的手機只用了兩個(gè)月，電池就已經(jīng)把電池倉全占滿(mǎn)了：電池的厚度為5.2毫米，電池倉深度也是5.2毫米。

　　這個(gè)問(wèn)題為什么這么重要?Note 7的鋰聚合物電池就像一個(gè)被壓扁的瑞士卷，由鋰鈷氧化物制成的正極層、石墨制成的負極層以及聚合物制成的吸滿(mǎn)電解液的分隔層組成。分隔層讓離子(和電量)在正極層和負極層之間流動(dòng)，并同時(shí)將這這兩層隔開(kāi)。一旦正極層跟負極層接觸，能量就會(huì )直接流入電解液，使之發(fā)熱，這又會(huì )引起更多的能量流動(dòng)以及更嚴重的發(fā)熱，最后結果就是電池發(fā)生爆炸。三星表示，由于激進(jìn)的制造參數，這些隔離層一開(kāi)始就可能做得很薄。因此，本身就很薄的聚合物層受到電池正常機械膨脹的擠壓，正極層和負極層就有可能會(huì )接觸，引發(fā)電池爆炸。壓迫電池后蓋也會(huì )引起類(lèi)似的擠壓效果，這就是Note 7經(jīng)常在用戶(hù)屁股口袋爆炸的原因。

　　有趣的是，有證據表明，三星設計師是絞盡了腦汁在安全性和突破極限之間取得平衡。為了獲得最大的電池容量，他們讓電池占滿(mǎn)了電池倉。同時(shí)，為了保護電池不被其他內部零部件戳穿，電池倉外圍都是數控加工的——三星是下了血本。

　　從這張圖可以看出，電池上下左右留出的空間很小，電池倉周?chē)娩X合金墻擋著(zhù)，以防止PCB的粗糙邊緣碰到電池。

　　突破極限

　　在拆解過(guò)程中，我們的一名成員很納悶，“三星工程師很聰明，但他們?yōu)槭裁匆@樣設計?”答案就是：創(chuàng )新意味著(zhù)突破極限。對于新創(chuàng )的設計，設計師會(huì )用能想到的最好辦法對其進(jìn)行測試，證明這樣的設計沒(méi)有問(wèn)題。眾所周知，電池測試需要耗費很長(cháng)的時(shí)間(某些測試需要一年的時(shí)間!)你需要測試數千個(gè)電池樣品，才能獲得有效結果。事實(shí)有可能是這樣的：三星的電池制造工藝在整個(gè)研發(fā)過(guò)程中不斷變化，以致于最新的版本沒(méi)有像起初的版本那樣經(jīng)過(guò)嚴格的測試。

　　如果Note 7沒(méi)有召回，我們相信，這些手機幾年后也會(huì )被電池的機械膨脹撐爆。減小電池容量，并采用標準制造參數生產(chǎn)，可以解決Note 7爆炸的問(wèn)題。然而，減小電池容量會(huì )縮短手機待機時(shí)間，恐怕會(huì )導致Note 7競爭不過(guò)iPhone 7 Plus。

　　新產(chǎn)品的設計和檢驗對所有廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)都非常具有挑戰性。在本例中，三星有意采取了一種危險的做法，事實(shí)也已經(jīng)證明，這種做法失敗了。三星出售了一款危險產(chǎn)品，導致品牌聲譽(yù)遭受?chē)乐負p失。