技术流告诉你 iPhone 8P 的电池怎么了
腾讯数码10-13

 

最近苹果的电池门闹得沸沸扬扬,成为了各方新闻平台的负面主角,搞得群情激奋。大家都在等待事态的进一步发展。

10 月 9 日,众人期待已久的 iPhone 新品首爆终于诞生了。来自中国浙江嘉兴的一位小姑娘中了这个 " 头彩 " ——一部刚买来用了两天的 iPhone 8,晚上放在厨房充电时,突然冒起大烟噼啪作响,吓得刚冲进厨房的小姑娘顺手泼了瓢水上去 ……

好在姑娘及时将插座开关关了,否则后果不堪设想。

事后小姑娘乐观的发表朋友圈,感叹命运多舛、造化弄人。以下是事故 iPhone8 的图片朋友圈。

不过这次电池爆炸的是 iPhone 8,并不是先前频频出事的 iPhone 8 Plus。这也算是 iPhone8 的首例质量问题。

但到目前为止,今年苹果问题机的数量全球范围内已经超过 10 台,除了这台爆炸的 iPhone8,剩下的全是 iPhone 8Plus 电池鼓包屏幕自动翘开,目前媒体对这一质量问题的统一称谓为 " 爆裂 "。

这个曝光的数目比以往要多出不少。前几代 iPhone 在最初发售时,更多出现的问题是电池充不上电、自动关机、屏幕漏光,而电池鼓包乃至爆炸现象则要等到一个月乃至三个月后。

已经正式开售半月有余的 iPhone 8/8Plus,开局来得有点不太顺利。不过算上销量,事情看起来倒也没那么严重。按照今年 iPhone 8/8Plus 全球首发上千万的备货量级,还有各方口径表示今年的 iPhone 8/8Plus 与去年的 7 系列销量相仿,iPhone 8/8Plus 目前大概也已经卖出小 1000 万台了。

8 台问题机,还是能够接受的。但跟以往的品控相比,差距还是非常明显的。而且 7 台清一色都是 iPhone 8Plus 出现电池鼓包问题,这就让人有点怀疑苹果在电池上到底出了什么问题。

并且 iPhone 8/8Plus 的电池容量实在是小的磕碜,分别是 1821mAh、2675mAh,比 iPhone7 系列还小。如此保守的策略,还出现这种事故,不应当啊!

iPhone8 系列会不会像三星 Note7 一样,全球开爆最后不得不召回停售?

嗯!吃瓜群众都已经搬好小板凳坐好了。苹果,你快开车吧!

今年苹果供应链有异响,这俩元器件嫌疑最大

要问苹果 iPhone 8/8Plus 会不会一直爆下去?这得看 iPhone 8/8Plus 的供应链出了什么问题。因为 iPhone 8/8Plus 并没有添加什么新的影响主板布局的元器件,用的技术也跟以往比都升级不大。特别是在电池上。

首先由媒体爆出 iPhone 8Plus 的电池来自三星 SDI,也就是跟去年爆款到召回停售的三星 Note7 同样的供应商。不过这一信息来源是美国的一家手机拆解评测网站 ifixit,这家评测网站仅仅拆解了一部 iPhone 8Plus,得出的结论只能说明:一定批次的 iPhone 8Plus 采用的是三星 SDI 产的电池。

正常情况下,苹果家的产品采用的都是双供应商策略,任何元器件都会有多家供应商供应。除了今年 iPhone X 的屏幕除外——因为目前只有三星能够量产出足够多的合格屏幕。但苹果正在积极接洽并派驻技术团队指导新的面板生产厂商,以快速生产出合格的 iPhoneX 屏幕。

苹果以往的电池供应商非常多,日韩以及大陆与中国台湾地区。不过在就近原则的指导下,基本都以大陆供应商为主,iPhone 的电池供应商加起来多达十几家,包括德赛电池、欣旺达、力神电池、ATL、新普科技、三星 SDI、村田制作所、LG Chem 等等。

近两年基本以德赛电池、欣旺达两家供应商为主,其他家供应商会在 Apple Watch、MacBook 等其他系列产品以及 iPhone 的不同批次中出现。不过无论是什么品牌的电池,其核心的电芯用的还是索尼、村田、ATL、三星的。大陆的电芯在性能上还有差距。

苹果选择大陆外的其他家电池供应商的原因,要么是因为大陆电池企业的产品技术暂时还不过关,需要一个缓慢提升期。要么就是出于整体的供应链把控,以元器件订单换企业业务合作。

后一种情况多出现在韩国企业身上。这一次 iPhone 8Plus 采用三星 SDI 电池,明显就是这一问题。而且在三星 SDI 刚刚出过一次严重事故的情况下,还在自己新一代旗舰的首批发货中采用。苹果这明显就是想以电池供应来压制三星,逼迫后者为 iPhone X 提供稳定的屏幕供应。否则立马撤换三星 SDI 电池,对三星的营收来说将会是巨大打击。

当然后一种情况,在中国大陆市场一直有很多表现,近两年国行版的 iPhone 基本用的都是大陆供应链提供的元器件。这次 iPhone 8 系列国行版,电池供应商基本上可以确认还是国产品牌。毕竟在大陆,要想打通市场渠道,就必须采用大陆供应链。

毕竟现在三星 SDI 的业绩堪忧,三星 SDI 曾背靠着三星手机,在锂电池市场长期占据 25% 的市场份额,独居鳌头多年。但是自从去年 Note7 爆炸甩锅给 SDI 之后,使其立马丢掉了手中大半业务。今年以来,虽说三星新品照样采用 SDI 电池,但三星已经开始加入日本村田制作所的电池,来分担供应链风险。这样一来三星 SDI 大批量过剩的电池产能该如何处置,如何挽回电池业绩成为一个重点。

所以首批 iPhone 8/8Plus 很有可能大批量采用三星 SDI 电池,从而来保证 iPhone X 的屏幕供应。至于三星 SDI 电池到底如何?这个要看三星的心情了,三星要逼着苹果当小白鼠用一些新技术,苹果接受的可能性也非常大。

其他元器件供应上,iPhone 8/8Plus 相比前代没有什么改动,传言已久的苹果自产电源管理芯片也只用在了 Apple Watch 3 与 AirPods 身上。

此次改动最大的要数增加了无线充电功能,同时也因此增改了充电接口设计。因为要增加无线充电线路,iPhone 8/8Plus 更换了 lightning 接口,为其加了新的屏蔽层固定器。这是引发电池发生短路的另一个重点。

还有无线充电模块因为需要良好的固定会占用一定的空间,这对 iPhone 8/8Plus 的电池来说也是不利因素。但苹果已经将 iPhone 8/8Plus 的电池调小,还专门在镁合金支架上打了一个大洞来安放无线充电模块。另外无线充电模块也进行了模块固化,任何裸露的铜线都看不见。

所以,iPhone 8/8Plus 接连的电池鼓包问题,最有可能出现电池与 lightning 接口身上。两者都有可能引发如此概率的电池鼓包现象。

如果问题出在 lightning 接口身上,那这问题就简单了,电池鼓包也就是线路短路引起的。这纯粹是工艺成熟度、组装良率的问题,等新一代 iPhone 生产稳定,这一问题会越来越少。

索尼 ATL 三星,几家电池技术的业界口碑是这样的

如果是电池问题,这事 ……

现在智能手机用的锂电池其实已经很安全了,基本不会产生爆炸事件,跟山寨手机时代动不动就是电池爆炸的情况相比,现在的锂电池最多只会产生鼓包现象。

当然,三星 Note7 这样骇人听闻的电池爆炸事故,只能说三星手机的设计及后续生产组装工艺出了问题。

现在手机的电池采用的都是锂聚合物结构,除非发生严重的变形短路问题,否则不会发生爆炸。这样的电池就算爆炸,也只是电池裂开内部凝胶状的聚合物电解质流出,并且这些聚合物还会快速凝结,不会 " 汁液 " 横飞引发大型火灾事故。

这种锂聚合物电池由国内的 ATL 率先研发并成功应用,不过 ATL 创始人都是从日本 TDK 旗下的新科出来的,公司有一定的日本资本背景,并且在供应链上依赖日本企业。另外,由于中途国内资本退资,ATL 已经在 2005 年被 TDK 控股。但至少技术是由大陆研发团队掌控,供应链也开始大幅转向大陆厂商。

ATL 也是苹果重要的电池供应商,ATL 曾在 iPhone 研发早期,帮助苹果提高了电池的循环使用寿命。去年的三星 Note7 大陆版,采用的也是 ATL 的电池。这当然有各地区招商引资地方产业扶持供应链合作的因素在,否则三星肯定会鼎力支持自家产业链。

三星曾在 Note7 的爆炸调查中,把大量的罪责归为 ATL 的电池质量问题,由此今年三星的新品都未采用 ATL 电池。当然,今年以来三星在大陆各地方商会代理商中也不受待见。

ATL 最擅长的是电解液聚合物技术,也就是锂聚合物电池的电芯正极,是非常核心的技术。这也是 ATL 抢先于业界最先研发的技术,也使其名列中高端电芯行列。

最好的锂电池电芯技术要数日本企业,索尼是锂电池技术的开拓者,曾引领移动消费电子市场 30 年时间,技术实力不用多说。索尼、三洋、松下的锂电池技术在业界有口皆碑,不过 2016 年 11 月索尼已经把自己的锂电池业务卖给了村田制作所。而更早的 2008 年,松下收购了三洋。

ATL、三星 SDI、LG Chem 属于性价比优秀的电池供应商。有人将 ATL 归为索尼、松下那样的高端电池品牌,也有人将其归为三星 SDI、LG Chem 这样级别的中端性价比品牌。这跟 ATL 复杂的供应链、产品定位有关。

在技术领域,ATL 是第一个成功研发镍钴锰聚合物电芯技术的公司。这种电池的正极聚合物为 LiNiCoMnO2,由于它含有三种金属离子也被行内称为三元电池。近两年大陆电池产业链重点研发的电池技术是磷酸铁锂电芯 ,这种聚合物电池更加稳定安全,不过过于笨重昂贵,多做为动力电池用于电动汽车、电动车这类设备。

三星 SDI 则长期靠着三星系公司业务霸占市场份额,过去三星产品的锂电池几乎全部来自 SDI,除了大陆市场因为渠道的原因,大批量选择了大陆元器件供应商。

三星 SDI 的技术发展规划也饱受行业诟病,2015 年智能手机已经彻底抛弃可更换电池设计,业界主流已经抛弃背后方形电池技术时,只有三星 SDI 一家还不紧不慢坚持方形电池技术。三星 SDI 对市场未来的变化不够敏感,一直背靠三星体系走跟随战略。

而同样出身与韩国的 LG Chem,则早早的研发下一代的 PEO 电解质技术、阶梯式电池技术,并与多家车企合作供应电动汽车用的动力电池。

但三星 SDI 电池的生产规模要远远高于其他电池企业。

锂聚合物电池技术详解,这里容易出现 iPhone 电池门

从锂聚合物电池构造上来看,用作电池正极的导电聚合物、提供电池化学反应场所的聚合物电解质、锂碳复合材料制作的负极基板,以及相配套的绝缘隔膜技术外包装技术等等,这些都是严重影响电池性能质量的构造。

当下的电池技术提高的重点,就在于其中的导电聚合物正负极材料、聚合物电解质身上。当然正负极接口的绝缘陶瓷、绝缘隔膜也非常重要,但这两者更多影响电池的充放电性能、循环使用寿命上。

聚合物电解质分为胶态、干态两种,干态的安全性最好电池性能寿命也有保证,但是干态技术目前不成熟。现在手机中的锂电池用的都是 PVA 胶态电解质,PVA 聚合物材料混合其他离子液体,让 LiNiCoMnO2 或者其他电池基体呈凝胶状态分布在聚合物中。

对于导电聚合物电解质来说,其胶体性能越稳定、分子键的链式越细密电池的性能就越好,前者影响电池寿命,后者影响电池容量。两者达到最优的配置,那么充放电的效率就更高,重复使用的次数就越多。胶体稳定性好,反应后的锂合物才不会沉积;胶体内部的分子键的链式越细密,与锂离子的接触就更充分,电池内部的化学反应就更充分更稳定。

但胶体的稳定性与内部的分子键的链式密度到一定程度是成反比的,想让电池能量密度高,电池寿命就低,这就是问题的难点所在。

同时也与聚合物电解质胶体的强度有关,聚合物电解质胶体的强度越好,单片电池基体就可以做得越薄,从而大幅提高电池的能量密度。

近一段时间,传出的一些研究机构用类似沥青的导电聚合物制造新型电池,大幅提高电池能量密度。新闻中将这种导电聚合物比作沥青,就是因为沥青的胶体混合均匀度稳定度、分子键链式的复杂度是最优秀。毕竟沥青是经历过几十万年的沉淀生成的,工厂流水线的混合工艺不可同日而语,但沥青不可能直接用来做锂电池的胶体,毕竟沥青不会那么巧整合已经混合了锂电池的电解质。

同样的现在智能手机中通用的锂聚合物电池,基本都用的是导电聚合物来作为正极材料——毕竟导电聚合物相比金属会更加轻便。导电聚合物的导电性能也是提高电池性能的一大重点。

从生产流程上来看,正极导电聚合物、聚合物电解质的烘干除水,聚合物电解质胶体的生产成型工艺,正负极引脚加工装配,绝缘隔膜的装配等这几个主要工序,会直接影响出厂电池的质量。

其中,正极导电聚合物、聚合物电解质的烘干除水,聚合物电解质胶体的生产成型工艺,这两个重要的工艺环节,是最容易引发电池的质量问题。而如果正极导电聚合物、聚合物电解质的烘干除水这一生产环节不过关,就会引发电池存储过程中气胀、起包的现象。也就是现在 iPhone 8Plus 出现的问题。

所以,说这次 iPhone 8Plus 电池鼓包门,是电池质量问题引起的也是有据可依,并且很有可能是电池在生产中这个聚合物烘干环节出了问题。而那个 iPhone 8 首爆案则更像是电源系统严重短路造成的。

另外,每年电池厂商的导电聚合物技术都会进行更新,电解质聚合物技术升级的同时,电解质胶体周围的导电聚合物、绝缘隔膜也要配套升级材质工艺。毕竟新的聚合物电解质极有可能会与旧的材料相斥。但这一配套过程需要大规模的实验生产验证。在这过程中,谁先用谁就是小白鼠,出现较高概率的质量问题也属正常。

去年三星 Note7 的爆炸问题,按照三星三星官方公布的调查结果:一部分来自于组装不过关,一部分原因则是急于突破技术瓶颈,采用新的电池技术,导致内部负极材料受挤压容易变形短路。

这一调查结果看起来,就是三星采用了新的聚合物电解质技术,并在进一步薄化电极材料来提高能量密度的过程中,未能预见长期存放运输震动后,造成材质的劣化,从而出现了严重的质量问题。

当然三星当时的口径是 ATL 提供的电池技术不过关,造成的严重质量问题。今年三星就彻底把 ATL 抛弃,于是国内渠道今年基本不在上线三星产品。接下来随着韩国局势趋于稳定,三星这个韩国外国部,当然会与中国市场重修旧好。到时候该如何重启 ATL 产品?这是一个问题。

那么苹果 iPhone 8/8Plus 现在到底面临什么问题?

还是祈祷苹果准备了多条后路吧。

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评论
西门吹牛哄哄
10-13
说这么多废话有什么用,显得你专业?
登耳圝
10-13
右图为 iFixit 的拆解图,通过对比我们发现,机身铝合金边框变形的受力点位于电池的右下方,但变形处这个位置看起来是震动马达所在的位置。(难不成震动马达也会释放出如此大的能量?)

这张图在电池的相反方向,边框也有形变的痕迹,IT 之前之前报道过 JerryRigEverything 对 iPhone 8 进行的掰弯测试来看,iPhone 8 的边框还是非常难被掰弯的,如此大的形变这部手机应该承受了很大的冲击,但是小敏描述手机仅仅是在冒烟,并没有听到很大的爆炸声,这一点也让小编倍感疑惑。
另外玻璃背板的裂纹看起来也是有很多疑点。
临时用户12315
10-18
这回的怪平底锅没毛病。
我头烫糊过
10-13
虽然确实不怎么喜欢现在的苹果,但我还是想说一句这是摔的
放荡不羁的屁
10-13
快放一个正面图让我看看是不是锤子砸的。
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