|
iPhone8連環(huán)爆裂，揭示了在用戶快速膨脹的應用欲望和基礎科技大停滯之間，企業(yè)的無奈選擇。
文 | AI財經(jīng)社 周路平 編輯 | 趙艷秋 繼去年三星手機電池爆炸門之后，蘋果這次也在電池上栽了跟頭。 從9月28日起，iPhone8在全球接連被爆出電池出現(xiàn)問題。與三星Note7電池爆炸不同的是，這次iPhone8的電池出現(xiàn)不明原因的膨脹，導致手機屏幕與主板裂開，并未直接爆炸。到目前為止，全球范圍內(nèi)已經(jīng)至少發(fā)生了8起類似事故。 蘋果發(fā)言人也正式宣布，對iPhone8的電池問題展開調(diào)查。 9月28日，iPhone8電芯主要供應商之一——三星SDI的股票一開盤，就暴跌5%。 電池膨脹是因蘋果改良了它？ 與蘋果共用一家電池供應商的手機廠商告訴AI財經(jīng)社，目前，蘋果的電池供應商已收到禁令，不準對外透露任何相關信息，包括他們在中國的手機客戶。
截至10月10號，iPhone 8 已發(fā)生至少8起爆裂事故。圖片來源于網(wǎng)絡 AI財經(jīng)社獨家采訪到國內(nèi)某知名手機品牌的電池設計專家凌云。他表示，按照一款手機電池的生產(chǎn)流程，通常先由手機廠商與電池供應商共同按照手機要求，來設計制定電池的尺寸，然后交給電池供應商試產(chǎn)，再量產(chǎn)封裝。而每一塊電池從生產(chǎn)到最終隨手機出廠，需要經(jīng)過3次以上的測試——電池的電芯本身要測試一遍，帶上保護板再測試一遍，組裝之后再測試一遍。 凌云透露，他們研發(fā)一款新機型，光測試用掉的手機就多達1萬多臺，很多試驗需要多部手機在不同條件下進行測試。 即便手機廠商事前都會做如此嚴苛的測試和品控，蘋果這一次依然沒能規(guī)避風險。“我認為蘋果在追求高能量密度電池，我懷疑它在電池負極上用了硅。”沈左松對AI財經(jīng)社分析說。他之前的身份是新材料公司新衡的技術負責人和美國鋰電池企業(yè)A123的研發(fā)人員，在電池領域浸淫了十幾年時間。 通常情況下，手機鋰電池的材料正極為鈷酸鋰，負極為石墨。但當前以石墨為原材料的鋰電池，很難再去提高能量密度。為此，業(yè)界在探索加入新材料。其中一個嘗試，是加入硅材料。 在同樣單位下，硅負極的能量密度是石墨負極的10倍，但硅材料存在一個問題——硅與石墨中的碳結合之后，會造成比較嚴重的膨脹，從而導致手機爆裂。 目前，特斯拉汽車的電池也會摻雜一定量的硅。但硅碳容易體積膨脹的問題一直沒法解決。 沈左松從iPhone4開始，到現(xiàn)在一直使用的是蘋果手機。他發(fā)現(xiàn)，iPhone高耗能軟件越來越多。特別是最新的iOS11，根據(jù)Wandera公司對5萬臺蘋果設備的調(diào)查，在不間斷使用的情況下，iOS11設備的平均續(xù)航僅為159分鐘，而iOS10達到了240分鐘。這給蘋果帶來的壓力越來越大。 “蘋果電池膨脹的問題，應該是在這一狀況下，追求電池更高能量密度的結果。”沈左松說。實際上，在喬布斯時代，蘋果就已經(jīng)投資各種電池新技術，來試圖解決這個日益凸顯的矛盾。 而凌云透露，硅碳這個材料在手機行業(yè)很早就有預研，不過確實因為膨脹問題一直遲遲不能大批量使用。iPhone在之前并沒有使用硅碳的先例，目前尚不清楚iPhone8是否在使用。 除了改變電池內(nèi)部材料、結構和體系之外，業(yè)界分析，在成熟穩(wěn)定的方案下，依然有外部因素會導致手機電池膨脹，這包括高溫、過充和大倍率充放電。 凌云發(fā)現(xiàn)，由于使用場景太過復雜，用戶的不當使用也會導致手機電池事故。他在手機公司負責了多年的電池設計工作，見過用戶把手機放到微波爐里加熱，見過在煉鋼廠工作的用戶，手機掉到燒得通紅的鐵軌上…… 在八九十度以上的高溫下，手機電池的電解液會產(chǎn)生氣體。沈左松曾一時疏忽，把iPhone5放在七八十度的暖氣片上烤了一個晚上，盡管沒有發(fā)生膨脹，但電池的壽命卻大大縮短。 而過充也會讓電池里的電解液分解，產(chǎn)生氣體。不過，現(xiàn)在對手機的過充保護已經(jīng)相當完備，包括軟件、硬件和電池的保護。電池充滿之后，盡管手機依然與電線相連，實際上已經(jīng)自動與電源斷開，當電量掉到98%的時候，手機又開始自動充電，電量始終不會超過100%。“這種（過充）導致事故的可能性幾乎為零”。 在大倍率充放電時，也有電池膨脹的可能，比如用9伏的充電器給只有5伏的電池充電，電流越多，產(chǎn)生的熱量越大。 從目前被爆出的所有iPhone8電池膨脹導致手機爆裂的事例來看，除了一例是充了一夜電以外，其他均在手機開封、常規(guī)待機、僅充電3分鐘情況下發(fā)生事故，應與上述高溫、過充、大倍率充放電無關。
廣州一位先生從京東購買了一臺iPhone 8 Plus，打開包裝后發(fā)現(xiàn)機器已經(jīng)爆裂。圖片來源于網(wǎng)絡 全面屏加劇行業(yè)之痛 蘋果、三星這兩年接二連三的“電池門”事件，實際上揭示了手機行業(yè)一個越來越突出的矛盾和困惑。 國慶前的1個月，凌云開了幾次會，專門討論下一代產(chǎn)品待機時長的問題。 在全面屏成了今年手機廠商爭相追逐的熱點后，也給背后做電池設計的人員留下越來越少的騰挪空間——越來越大的手機液晶屏幕意味著更高的耗電量。 盡管業(yè)界對于全面屏沒有一個清晰的定義，但廠商們已經(jīng)迫不及待地將其看成新一代的亮點，包括小米MIX系列、三星S8、iPhone X、vivoX20和金立M7，以及不久后將發(fā)布的華為Mate10都采用了全面屏設計。 “不管怎么變，公司對手機待機時長指標把控得非常嚴苛，必須維持在某個時長之上，少1分鐘都不行”。這個指標是模擬用戶的使用場景來設定的，包括玩游戲、看新聞、打電話、看視頻等等，這意味著手機需要在一次性充滿電后，連續(xù)在這些場景下要能達到指定時長。 公司對時長指標的嚴苛，來自用戶的壓力。凌云透露，全世界所有的手機廠商，投訴率排在前三位的，肯定有待機時長問題。在他看來，這多與消費者的感性認知與實際應用產(chǎn)生了偏差有關。不久前，他從市場信息收集員那里獲悉，有用戶投訴待機時間太短，對方說從早上用到下午6點多，手機只剩下40%的電量。但這個數(shù)字在他們看來已在正常范圍內(nèi)。 面對用戶的壓力，提升手機待機時間，幾乎是所有手機廠商希望做的事情，但現(xiàn)實的情況不容樂觀，電池容量沒有辦法無限上升。而如果達不到公司的標準，下一代產(chǎn)品將沒有辦法進入開發(fā)階段。“正在折騰，我也很痛苦”。 凌云開會討論出的結果是，把希望寄托在軟件和電子部門如何優(yōu)化功耗上。這是一個很簡單的邏輯，既然沒有辦法開源，就只好節(jié)流。“能想辦法的東西就是軟件的耗電量如何去優(yōu)化，電子元器件的功耗怎么去降低，現(xiàn)在一直在優(yōu)化”。 手機芯片企業(yè)高通今年發(fā)布的驍龍?zhí)幚砥?50，采用了14納米工藝，功耗降低了30%?，F(xiàn)在，每次發(fā)布芯片，降低了多少功耗成為企業(yè)更為迫切的事。
除了電池優(yōu)化，手機芯片的耗能也成為企業(yè)迫切關注的事。圖片來源于網(wǎng)絡 “相比之下，電芯是化學的東西，不是電子產(chǎn)品，它的發(fā)展速度遠遠跟不上處理器的發(fā)展速度。”凌云意識到，英特爾的CPU，發(fā)展速度遵循著摩爾定律，每18個月，在相同體積下容納的晶體管數(shù)目提升1倍，性能也提升1倍，但化學品沒有這樣的定律。實際上，一些基礎科技正面臨“大停滯”的尷尬境地。 現(xiàn)在，手機電池的優(yōu)化空間已經(jīng)非常有限，每個季度只能提升一丁點，譬如能量密度從680瓦時/升提升到690瓦時/升。而在成熟的電池材料變革和新型材料普及前，手機電池在蓬勃增長的手機應用面前，將永遠是一個無法解決的痛。 激進VS保守：企業(yè)的無奈選擇 面對電池之痛，凌云所在的公司采用了保守騰挪的辦法，這是一種無奈的選擇，與三星之前“鋌而走險”帶來的苦果有關。 “手機電池發(fā)展主要是兩個方向：一是提高能量密度比，二是快充。”手機電池企業(yè)飛毛腿一位資深人士對AI財經(jīng)社表示。 去年，三星Note 7采用了第一種方式，將電池容量從Note 5的3000mAh增加到3500mAh，而其電芯能量密度達到了730瓦時/升。這是一個相當驚人的數(shù)字，因為即使在1年后，行業(yè)平均水平也只有650瓦時/升到700瓦時/升左右。 “三星Note7爆炸，很大原因是在電池材料沒有改變的情況下，通過減小正負極的距離來追求電池的密度極限。而距離的減小導致可靠性的降低，最終也讓三星吞下苦果。” 一位專業(yè)人士告訴AI財經(jīng)社。
2016年，三星Galaxy Note7發(fā)生多起因電池缺陷造成的爆炸和起火事故。圖片來源于網(wǎng)絡 如今，三星已把電芯能量密度從最高時的730瓦時/升降到了現(xiàn)在的600瓦時/升左右。 而在能量密度比不夠的情況下，快速充電就成為一個補救辦法。OPPO主打的“充電五分鐘，通話兩小時”就是典型案例之一。蘋果也在最新的三款手機中加入了快速充電功能，在30分鐘充50%的電量。 當然，電池業(yè)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聽說的一種新材料——石墨烯。 “石墨烯都是忽悠人的。”沈左松倒是對之前幾年炒得很火的石墨烯嗤之以鼻。在他看來，石墨烯無法做正極材料，而做負極材料又沒有任何優(yōu)勢。它本身是一種石墨，能量是石墨的兩倍，但石墨烯有個缺陷，密度非常小，加工困難，也沒有辦法將電池做薄，并不被業(yè)內(nèi)人士看好。“石墨烯這種材料都是二級市場的人為了炒作股票，我一聽到石墨烯電池就覺得可笑”。 除了石墨烯，包括氫電池也被人們討論，但在凌云看來，氫電池也遠沒有達到應用到手機的水平。這些新能源電池當下都尚未成熟。 與引領嘗鮮新技術的蘋果、三星不同，更多的國內(nèi)手機廠商在追求穩(wěn)定，甚至是保守策略。凌云所在的企業(yè)始終強調(diào)一點，什么技術都不用最新的，而用最成熟的，當然也包括電池。電池屬于隱形參數(shù)，高能量密度或許能給用戶多1個小時的待機體驗。“而為了這1個小時，我要承擔很大的風險，收益卻不明顯。”在他看來，公司更愿意把精力放在攝像頭上，它給用戶帶來的體驗直接而具有沖擊性。 每一次的電池爆裂或者爆炸，最先帶來的是行業(yè)震動。在蘋果發(fā)生多起電池膨脹事故后，凌云馬上組織人手對自家電池進行全面排查，包括電池體系有沒有做過變更，電池內(nèi)部設計是否留出了足夠間距，同時開始做模擬實驗。這已經(jīng)在三星Note7事故之后做過一次。 盡管都是被驗證為成熟的體系，理論上不會出現(xiàn)問題，但沒有企業(yè)能承擔得起這種安全風險。三星Note7只有35臺發(fā)生了爆炸燃燒，最終卻給企業(yè)造成了上百億美元的損失。 蘋果手機電池的幾例膨脹事件發(fā)生后，已有人士下定義，這是蘋果品牌走向衰退的標志性事件。 “他們出來這個問題，對我們是警鐘。”凌云說，“因為換做其他企業(yè)，幾乎都是滅頂之災。”這也是在用戶快速膨脹的應用欲望和基礎科技大停滯之間，企業(yè)的無奈選擇。 ?。☉稍L對象要求，文中凌云為化名） |
