相信大家仍記得去年發生數十起三星(Samsung) Galaxy Note 7大螢幕智慧型手機電池故障、爆炸、冒煙起火(包含手機本身,以及手機成為起火點牽連周遭環境)的意外,三星電子已經在全球召回這批手機。起因推斷是「熱失控」(Thermal Runaway),由於過熱或是物理穿透(physical penetration),導致薄型的陽極SEI鈍化層遭到破壞。

去年8月初Galaxy Note 7手機推出時,三星有兩家電池供應商,一是三星的子公司SDI,另一家是ATL公司。三星最初認為有問題的電池來自其子公司,SDI的手機電池極板設計太靠近其圓角(rounded corners),以致容易短路,而且絕緣膠帶與負極塗層也出現瑕疵,因此三星一開始要求使用者更換成由ATL所生產製造的電池,但更換後手機仍出現燃燒的問題。初步估計,三星召回手機之舉讓公司損失了530億美元,其損失還不包括三星長期以來所營造的品牌形象、與處理這批250萬支電池不可替換之手機所導致的環保問題。

到我寫這篇文章為止,Galaxy Note 7電池故障問題尚未釐清。鋰電池長期以來一直導致電子產品發生問題,這件最近發生的大事,短期之內不會煙消雲散,反而會持續升溫。以Galaxy Note 7與其他相似事件作為參考案例,之前提到的過熱與物理穿透被視為熱失控的主因,但我認為他們過度簡單地斷定原因並希望草草了事。這裡想提出幾個可能性給三星與其他競爭者,當然這些建議也適用於其他提供內建鋰電池電子產品的廠商。

機體輕薄不一定比較好

智慧手機的體積變得輕薄時,最先發生問題的為蘋果 iPhone 6手機所造成的折彎門(bendgate)事件。對電池來說,體積變薄也會產生很多問題,首先,手機體積的高度縮小壓縮了電池空間,影響到電池的可充電容量。僅管大螢幕智慧手機和平板手機的螢幕尺寸加大,線性維度(linear dimensions)某種程度上也必須因應機體高度縮小而修改。

其次,薄型手機導致的折彎門問題,讓使用者在坐下來時,容易把放在褲子後面口袋中的手機折彎, 如此不僅是手機殼被破壞,裡面的零件也有可能毀損,包括電池。

同時提升手機性能與電池使用壽命難以並行

獨立運作的行動應用程式,尤其多工處理時 ,對於處理器效能、儲存和通訊的要求會越來越高。通常這種情況下會快速減少電池的使用時間,尤其是之前提到的薄型手機電池的狀況。然而消費者要求手機效能提高的狀況下,也希望有更長的電池使用時間。因此,電池公司只能將電池芯擠在有限空間中,這個方式提高了電池短路的可能性。

加快充電速度會增加更多熱與壓力

儘管在此情況下,電池容量仍增加且不會減少,使用者卻又希望充電時間能更短。有人認為Galaxy Note 7不當使用電池管理控制器,以達到更快的充電速度。

系統設計相當關鍵

令人不解的是,Galaxy Note 7的內部設計與之前推出的Galaxy S7 and Galaxy S7 Edge相似,例如都採用三星的Exynos 8890八核心應用處理器,但這兩支手機卻都沒碰過電池爆炸的問題。可想而知,Galaxy Note 7電池產生爆炸的原因可能是由於系統設計不良,使得晶片在運作時產生的過熱現象,導致Galaxy Note 7手機電池更容易發生問題。

製造流程也至關重要

請記住,我們談的是所以250萬支Galaxy Note 7手機中有問題的那100支,故障率算是相當低(雖然故障所造成的問題相當嚴重)。另一種理論是那些有問題的電池,是因為不嚴謹的製造過程而被當作良品出售。

你認為還有甚麼因素是造成三星Note 7手機電池爆炸的關鍵? 歡迎跟我們分享你的看法!

(參考原文: Samsung Galaxy Note 7: Explosion diagnosis and prevention)