國(guó)外工程師團(tuán)隊(duì)拆解Note 7分析爆炸原因：電池設(shè)計(jì)過(guò)于激進(jìn)

　　知名獨(dú)立硬件工程師團(tuán)隊(duì)“Instrumental”最近對(duì)Note 7進(jìn)行了拆解分析，他們得出的結(jié)論是，Note 7電池設(shè)計(jì)過(guò)于激進(jìn)，導(dǎo)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(bào)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(jī)爆炸之后的“尸體”。起初，三星認(rèn)定，是三星子公司SDI生產(chǎn)的鋰聚合物電池出現(xiàn)了問(wèn)題，并開(kāi)始召回采用SDI電池的Note 7手機(jī)。然而，幾個(gè)星期之后，用戶拿到手的新機(jī)同樣起火爆炸，三星不得不決定在全球全面召回Note 7手機(jī)，并停產(chǎn)這款手機(jī)。

　　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(nèi)部說(shuō)法不一，有人說(shuō)是因?yàn)殡姵厣a(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(rèn)為是絕緣帶定位不良。這些推測(cè)都是跟電池有關(guān)，最終原因是，三星為了在最小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)最大的電池容量，在制造參數(shù)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(rùn)拱手相讓給競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手呢?我們認(rèn)為，這其中有更多的原因——那就是手機(jī)本身的設(shè)計(jì)有問(wèn)題。

　　拆解

　　我們收了一部Galaxy Note 7，對(duì)其進(jìn)行拆解。為了以防萬(wàn)一，我們還買了一個(gè)滅火器放在身邊。我們的發(fā)現(xiàn)出人意外：Note 7的設(shè)計(jì)導(dǎo)致正常操作手機(jī)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，電池周圍應(yīng)該留有一定的空間，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，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(jī)只用了兩個(gè)月，電池就已經(jīng)把電池倉(cāng)全占滿了：電池的厚度為5.2毫米，電池倉(cāng)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(fù)極層以及聚合物制成的吸滿電解液的分隔層組成。分隔層讓離子(和電量)在正極層和負(fù)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(fù)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(yán)重的發(fā)熱，最后結(jié)果就是電池發(fā)生爆炸。三星表示，由于激進(jìn)的制造參數(shù)，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(jī)械膨脹的擠壓，正極層和負(fù)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)引起類似的擠壓效果，這就是Note 7經(jīng)常在用戶屁股口袋爆炸的原因。

　　有趣的是，有證據(jù)表明，三星設(shè)計(jì)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，他們讓電池占滿了電池倉(cāng)。同時(shí)，為了保護(hù)電池不被其他內(nèi)部零部件戳穿，電池倉(cāng)外圍都是數(shù)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(cāng)周圍用鋁合金墻擋著，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(shè)計(jì)?”答案就是：創(chuàng)新意味著突破極限。對(duì)于新創(chuàng)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)師會(huì)用能想到的最好辦法對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，證明這樣的設(shè)計(jì)沒(méi)有問(wèn)題。眾所周知，電池測(cè)試需要耗費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間(某些測(cè)試需要一年的時(shí)間!)你需要測(cè)試數(shù)千個(gè)電池樣品，才能獲得有效結(jié)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(yán)格的測(cè)試。

　　如果Note 7沒(méi)有召回，我們相信，這些手機(jī)幾年后也會(huì)被電池的機(jī)械膨脹撐爆。減小電池容量，并采用標(biāo)準(zhǔn)制造參數(shù)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(jī)待機(jī)時(shí)間，恐怕會(huì)導(dǎo)致Note 7競(jìng)爭(zhēng)不過(guò)iPhone 7 Plus。

　　新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)對(duì)所有廠商來(lái)說(shuō)都非常具有挑戰(zhàn)性。在本例中，三星有意采取了一種危險(xiǎn)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(xiǎn)產(chǎn)品，導(dǎo)致品牌聲譽(yù)遭受嚴(yán)重?fù)p失。