加载中…
正文 字体大小:

iPhone8连环爆裂真相:并非苹果衰退,是用户欲望与科技停滞的矛盾

(2017-10-11 15:22:10)
标签:

杂谈

iPhone8连环爆裂,揭示了在用户快速膨胀的应用欲望和基础科技大停滞之间,企业的无奈选择。

文 |AI财经社 周路平

编辑 | 赵艳秋

继去年三星手机电池爆炸门之后,苹果这次也在电池上栽了跟头。

从9月28日起,iPhone8在全球接连被爆出电池出现问题。与三星Note7电池爆炸不同的是,这次iPhone8的电池出现不明原因的膨胀,导致手机屏幕与主板裂开,并未直接爆炸。到目前为止,全球范围内已经至少发生了8起类似事故。

苹果发言人也正式宣布,对iPhone8的电池问题展开调查。

9月28日,iPhone8电芯主要供应商之一——三星SDI的股票一开盘,就暴跌5%。

电池膨胀是因苹果改良了它?

与苹果共用一家电池供应商的手机厂商告诉AI财经社,目前,苹果的电池供应商已收到禁令,不准对外透露任何相关信息,包括他们在中国的手机客户。

截至10月10号,iPhone 8 已发生至少8起爆裂事故。图片来源于网络

AI财经社独家采访到国内某知名手机品牌的电池设计专家凌云。他表示,按照一款手机电池的生产流程,通常先由手机厂商与电池供应商共同按照手机要求,来设计制定电池的尺寸,然后交给电池供应商试产,再量产封装。而每一块电池从生产到最终随手机出厂,需要经过3次以上的测试——电池的电芯本身要测试一遍,带上保护板再测试一遍,组装之后再测试一遍。

凌云透露,他们研发一款新机型,光测试用掉的手机就多达1万多台,很多试验需要多部手机在不同条件下进行测试。

即便手机厂商事前都会做如此严苛的测试和品控,苹果这一次依然没能规避风险。“我认为苹果在追求高能量密度电池,我怀疑它在电池负极上用了硅。”沈左松对AI财经社分析说。他之前的身份是新材料公司新衡的技术负责人和美国锂电池企业A123的研发人员,在电池领域浸淫了十几年时间。

通常情况下,手机锂电池的材料正极为钴酸锂,负极为石墨。但当前以石墨为原材料的锂电池,很难再去提高能量密度。为此,业界在探索加入新材料。其中一个尝试,是加入硅材料。

在同样单位下,硅负极的能量密度是石墨负极的10倍,但硅材料存在一个问题——硅与石墨中的碳结合之后,会造成比较严重的膨胀,从而导致手机爆裂。

目前,特斯拉汽车的电池也会掺杂一定量的硅。但硅碳容易体积膨胀的问题一直没法解决。

沈左松从iPhone4开始,到现在一直使用的是苹果手机。他发现,iPhone高耗能软件越来越多。特别是最新的iOS11,根据Wandera公司对5万台苹果设备的调查,在不间断使用的情况下,iOS11设备的平均续航仅为159分钟,而iOS10达到了240分钟。这给苹果带来的压力越来越大。

“苹果电池膨胀的问题,应该是在这一状况下,追求电池更高能量密度的结果。”沈左松说。实际上,在乔布斯时代,苹果就已经投资各种电池新技术,来试图解决这个日益凸显的矛盾。

而凌云透露,硅碳这个材料在手机行业很早就有预研,不过确实因为膨胀问题一直迟迟不能大批量使用。iPhone在之前并没有使用硅碳的先例,目前尚不清楚iPhone8是否在使用。

除了改变电池内部材料、结构和体系之外,业界分析,在成熟稳定的方案下,依然有外部因素会导致手机电池膨胀,这包括高温、过充和大倍率充放电。

凌云发现,由于使用场景太过复杂,用户的不当使用也会导致手机电池事故。他在手机公司负责了多年的电池设计工作,见过用户把手机放到微波炉里加热,见过在炼钢厂工作的用户,手机掉到烧得通红的铁轨上……

在八九十度以上的高温下,手机电池的电解液会产生气体。沈左松曾一时疏忽,把iPhone5放在七八十度的暖气片上烤了一个晚上,尽管没有发生膨胀,但电池的寿命却大大缩短。

而过充也会让电池里的电解液分解,产生气体。不过,现在对手机的过充保护已经相当完备,包括软件、硬件和电池的保护。电池充满之后,尽管手机依然与电线相连,实际上已经自动与电源断开,当电量掉到98%的时候,手机又开始自动充电,电量始终不会超过100%。“这种(过充)导致事故的可能性几乎为零”。

在大倍率充放电时,也有电池膨胀的可能,比如用9伏的充电器给只有5伏的电池充电,电流越多,产生的热量越大。

从目前被爆出的所有iPhone8电池膨胀导致手机爆裂的事例来看,除了一例是充了一夜电以外,其他均在手机开封、常规待机、仅充电3分钟情况下发生事故,应与上述高温、过充、大倍率充放电无关。

广州一位先生从京东购买了一台iPhone 8 Plus,打开包装后发现机器已经爆裂。


全面屏加剧行业之痛

苹果、三星这两年接二连三的“电池门”事件,实际上揭示了手机行业一个越来越突出的矛盾和困惑。

国庆前的1个月,凌云开了几次会,专门讨论下一代产品待机时长的问题。

在全面屏成了今年手机厂商争相追逐的热点后,也给背后做电池设计的人员留下越来越少的腾挪空间——越来越大的手机液晶屏幕意味着更高的耗电量。

尽管业界对于全面屏没有一个清晰的定义,但厂商们已经迫不及待地将其看成新一代的亮点,包括小米MIX系列、三星S8、iPhone X、vivoX20和金立M7,以及不久后将发布的华为Mate10都采用了全面屏设计。

“不管怎么变,公司对手机待机时长指标把控得非常严苛,必须维持在某个时长之上,少1分钟都不行”。这个指标是模拟用户的使用场景来设定的,包括玩游戏、看新闻、打电话、看视频等等,这意味着手机需要在一次性充满电后,连续在这些场景下要能达到指定时长。

公司对时长指标的严苛,来自用户的压力。凌云透露,全世界所有的手机厂商,投诉率排在前三位的,肯定有待机时长问题。在他看来,这多与消费者的感性认知与实际应用产生了偏差有关。不久前,他从市场信息收集员那里获悉,有用户投诉待机时间太短,对方说从早上用到下午6点多,手机只剩下40%的电量。但这个数字在他们看来已在正常范围内。

面对用户的压力,提升手机待机时间,几乎是所有手机厂商希望做的事情,但现实的情况不容乐观,电池容量没有办法无限上升。而如果达不到公司的标准,下一代产品将没有办法进入开发阶段。“正在折腾,我也很痛苦”。

凌云开会讨论出的结果是,把希望寄托在软件和电子部门如何优化功耗上。这是一个很简单的逻辑,既然没有办法开源,就只好节流。“能想办法的东西就是软件的耗电量如何去优化,电子元器件的功耗怎么去降低,现在一直在优化”。

手机芯片企业高通今年发布的骁龙处理器450,采用了14纳米工艺,功耗降低了30%。现在,每次发布芯片,降低了多少功耗成为企业更为迫切的事。

除了电池优化,手机芯片的耗能也成为企业迫切关注的事。图片来源于网络

“相比之下,电芯是化学的东西,不是电子产品,它的发展速度远远跟不上处理器的发展速度。”凌云意识到,英特尔的CPU,发展速度遵循着摩尔定律,每18个月,在相同体积下容纳的晶体管数目提升1倍,性能也提升1倍,但化学品没有这样的定律。实际上,一些基础科技正面临“大停滞”的尴尬境地。

现在,手机电池的优化空间已经非常有限,每个季度只能提升一丁点,譬如能量密度从680瓦时/升提升到690瓦时/升。而在成熟的电池材料变革和新型材料普及前,手机电池在蓬勃增长的手机应用面前,将永远是一个无法解决的痛。

激进VS保守:企业的无奈选择

面对电池之痛,凌云所在的公司采用了保守腾挪的办法,这是一种无奈的选择,与三星之前“铤而走险”带来的苦果有关。

“手机电池发展主要是两个方向:一是提高能量密度比,二是快充。”手机电池企业飞毛腿一位资深人士对AI财经社表示。

去年,三星Note 7采用了第一种方式,将电池容量从Note 5的3000mAh增加到3500mAh,而其电芯能量密度达到了730瓦时/升。这是一个相当惊人的数字,因为即使在1年后,行业平均水平也只有650瓦时/升到700瓦时/升左右。

“三星Note7爆炸,很大原因是在电池材料没有改变的情况下,通过减小正负极的距离来追求电池的密度极限。而距离的减小导致可靠性的降低,最终也让三星吞下苦果。” 一位专业人士告诉AI财经社。

2016年,三星Galaxy Note7发生多起因电池缺陷造成的爆炸和起火事故。图片来源于网络

如今,三星已把电芯能量密度从最高时的730瓦时/升降到了现在的600瓦时/升左右。

而在能量密度比不够的情况下,快速充电就成为一个补救办法。OPPO主打的“充电五分钟,通话两小时”就是典型案例之一。苹果也在最新的三款手机中加入了快速充电功能,在30分钟充50%的电量。

当然,电池业界也在新材料上做文章,包括前文中所述的碳硅,也包括老百姓或多或少听说的一种新材料——石墨烯。

“石墨烯都是忽悠人的。”沈左松倒是对之前几年炒得很火的石墨烯嗤之以鼻。在他看来,石墨烯无法做正极材料,而做负极材料又没有任何优势。它本身是一种石墨,能量是石墨的两倍,但石墨烯有个缺陷,密度非常小,加工困难,也没有办法将电池做薄,并不被业内人士看好。“石墨烯这种材料都是二级市场的人为了炒作股票,我一听到石墨烯电池就觉得可笑”。

除了石墨烯,包括氢电池也被人们讨论,但在凌云看来,氢电池也远没有达到应用到手机的水平。这些新能源电池当下都尚未成熟。

与引领尝鲜新技术的苹果、三星不同,更多的国内手机厂商在追求稳定,甚至是保守策略。凌云所在的企业始终强调一点,什么技术都不用最新的,而用最成熟的,当然也包括电池。电池属于隐形参数,高能量密度或许能给用户多1个小时的待机体验。“而为了这1个小时,我要承担很大的风险,收益却不明显。”在他看来,公司更愿意把精力放在摄像头上,它给用户带来的体验直接而具有冲击性。

每一次的电池爆裂或者爆炸,最先带来的是行业震动。在苹果发生多起电池膨胀事故后,凌云马上组织人手对自家电池进行全面排查,包括电池体系有没有做过变更,电池内部设计是否留出了足够间距,同时开始做模拟实验。这已经在三星Note7事故之后做过一次。

尽管都是被验证为成熟的体系,理论上不会出现问题,但没有企业能承担得起这种安全风险。三星Note7只有35台发生了爆炸燃烧,最终却给企业造成了上百亿美元的损失。

苹果手机电池的几例膨胀事件发生后,已有人士下定义,这是苹果品牌走向衰退的标志性事件。

“他们出来这个问题,对我们是警钟。”凌云说,“因为换做其他企业,几乎都是灭顶之灾。”这也是在用户快速膨胀的应用欲望和基础科技大停滞之间,企业的无奈选择。

(应采访对象要求,文中凌云为化名)

0

阅读 评论 收藏 转载 喜欢 打印举报
已投稿到:
  • 评论加载中,请稍候...
发评论

    发评论

    以上网友发言只代表其个人观点,不代表新浪网的观点或立场。

      

    新浪BLOG意见反馈留言板 不良信息反馈 电话:4006900000 提示音后按1键(按当地市话标准计费) 欢迎批评指正

    新浪简介 | About Sina | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站律师 | SINA English | 会员注册 | 产品答疑

    新浪公司 版权所有