三星Note7电池为何会爆？第三方机构说主因是设计太激进

自今年9月三星Galaxy Note 7手机电池首次发生爆炸事故以来，各方对于爆炸的原因有过多种说辞和猜测。第三方机构Instrumental于12月2日发布的调查报告又给出了另一种解释：Note 7的爆炸原因是三星的设计本身“过于激进”，加上测试和设计校验环节不到位。

关于爆炸原因，三星刚开始将之归咎于其子公司SDI生产的手机锂电池生产环节出现问题，并承诺为用户更换手机，但数周后，更换了电池的新手机又有电池燃爆事故发生，最终三星只能将所有Note 7手机召回，并关停该产品的整条生产线。

为了找出爆炸原因，Instrumental的两名硬件工程师拆解了一部Note 7手机，来一探究竟。

硬件工程师拆解Note 7手机的工作台边上放着灭火器。图片来源：Instrumental

当手机电池充电和放电时，化学反应会引起锂的游离，电池进行机械膨胀。因此，在制造电池时，需要为这种膨胀留出一部分空间，通常这个距离为电池厚度的10%。

让拆装者惊讶的是，三星Note 7几乎没有留这段空间，电池和粘合剂加起来约5.2毫米厚，被装在一个5.2毫米的壳里，没有留下应有的0.5毫米空隙。在Instrumental的两位硬件工程师看来，打破这种基本规则的做法应该是设计者有意为之。

Note 7手机在设计时，没有为电池留下足够的膨胀空间。图片来源：Instrumental

上述工程师认为，这样的设计造成的后果就是，电池即使在正常运作情况下也可能受到挤压。Note 7锂电池的组成结构包括：由锂钴氧化物制成的正极层、由石墨制成的负极层以及两个由高分子聚合物制成的、浸满电解质的分离层。两个分离层让离子和电能得以在正负两级间流动，而不让两级相触。如果正负两级相触，能量流就会直接进入电解液，对其加热，从而导致更多的能量流动、产生更多热量，在一些情况下导致爆炸。挤压这些电池会给原本保护电池安全的高分子聚合物隔离层施加额外压力。

三星方面尚未对上述分析公开置评。

三星方面此前曾解释，由于制造指标过于激进，这两个隔离层本身就偏薄。再加上电池的正常机械膨胀，或者使用中对手机背壳的挤压，这种压力就足以将隔离层积压到一定程度，导致正极层和负极层碰触，最终过热爆炸。

Instrumental团队由一些独立的软件、硬件工程师组成。他们自称“已经设计并运送出千百万件产品，也在为全世界最受尊敬的一些企业从零开始编写软件”。该团队表示，其技术已经帮助分析测评了全球顶级制造厂商装配线上的数千万台设备。《福布斯》杂志将该团队称为“受尊敬的独立硬件工程师团队”。

按这两名工程师的说法，设计者在设计电池时，显然是意识到这种安全风险的，但为了获得尽可能大的电池容量，他们还是将电池的边缘空间填满。设计者对风险的应对措施是，把电池放进计算机数控加工的保护罩内，这一操作相比普通工艺更为昂贵，可见三星是想借此举保护电池不受手机内部组建的挤压。设计者试着平衡这种超激进设计的风险，想从内部来保护电池的尝试显然没有成功。

有分析认为，为了创新，工程师往往想要突破极限，设计出自己能想到的最好设计，然后再通过测试来验证设计的可行性。然而，电池的测试需要经过相当长的时间，有些测试可以长达一年，而且测试的电池数量可以达到数千之多。可能三星的创新电池制造流程随着时间推移而有所改动，最新版本的电池或许也没有经过像之前版本那样严格的测试。

如果只是要解决安全性的问题，那只要按标准的制造参数来做出更小的电池就能有效避免爆炸。但是，把电池做更小就意味着缩短电池的续航能力，手机电容就会比之前的Note 5小，更糟糕的是，也会比三星Note 7的最大竞争对手iPhone 7更小。

有分析称，这种竞争心理可能是三星决定铤而走险的根本原因。