机情观察室:聊聊三星Note7电池这点事

新手学堂013

机情观察室:聊聊三星Note7电池这点事,第1张

  IT168 评测时间回到2个月前,8月2日,当三星移动事业部总裁高东真在纽约踌躇满志地向全世界介绍旗下最新的旗舰手机Galaxy Note7时,不仅是三星,几乎所有人都不会想到,在之后仅仅一个多月的时间内,这款承载着三星用来对抗今年苹果新产品的安卓旗舰,却因为接二连三的燃烧事件在互联网上发酵传播,甚至连航空公司也史无前例的宣布“建议不携带Note7上飞机”。面对这样的情况,三星以及电池制造商之一的ATL在其官方声明中也并非给出事故原因。我们今天的机情观察室,就来聊聊三星Note7燃烧的这点事。

  文章的开头,我们需要说明一件事情:根据目前被曝光Note7出事的信息来看,几乎大部分手机的结果都是剧烈燃烧而并非爆炸,燃烧并不等于爆炸。其实手机电池燃烧/爆炸并不算是新鲜事,搜索以前的旧新闻中几乎所有的手机品牌都有极个别的产品出现类似的情况,所以这里我们就有必要先解释一下,手机电池为什么会燃烧/爆炸。

  电池为什么会燃烧/爆炸?

  手机电池在经历了镍镉电池、镍金属氢电池,如今到了锂离子电池的时代。相比较之前的产品,锂离子电池又具有能量密度更高、重量更轻的特点,因此如今绝大部分手机都采用锂离子电池。锂离子电池一般分为液态锂离子电池和聚合物锂电池两种,不过都是由正极、负极、电解液以及防止短路的隔膜组成,电解液将正负极浸润,而锂离子则在电解液中在正负极之间运动,实现电池的工作。那层隔膜则是为避免正负极接触发生短路而将正负极分离的作用。另外,锂离子聚合物电池相对于液态锂离子电池最大的区别在于其使用了固态或胶状物体作为电解质,在出现意外的情况下,固态或胶状物体会出现气化的现象,更为严重的会出现燃烧,但并不会爆炸。这也解释了我们前文所提的,绝大部分Note7是燃烧而非爆炸的情况。

▲锂离子电池的构造(来源于网络)

  上面的解释只是从最基本的构造描述了电池的原理,而实际生活中手机电池并非只有一层隔膜,而是由多层隔膜组成,电池内部由于产品内部可能出现的杂质刺穿这层隔膜,导致正负极接触造成短路,之后的会发生的事情也自然不言而喻。看来,电池燃烧的本质原因还是在“那层膜”上。而根据猜测,除了因为本身的质量问题(电池内部杂质刺破隔膜)、外力因素人为导致电池燃烧,此次Note7电池问题可能出现在以下两个方面,我们也进行了分析。

  1、因为快充而导致出现电池问题

▲三星Note7快充实测(不断根据温度调整电流)

  快充已经成为当前几乎所有智能手机的标配,无论上至旗舰,下到千元机,无论采用何种快充协议,几乎目前市面上大部分手机都采用各种快充技术。此次三星Note7支持自家的AFC与高通QC 20快充协议,而Note7电池容量为3500mAh,标配充电器充电功率为5V2A、9V167A,实际充电功率(标配充电器)约在14W左右,电池约为12C充电倍率,比当前魅族Pro6、乐Pro3这样的国产旗舰动辄标配24W充电功率,15C的充电倍率还有一些距离,并且纵观已经发生的Note7电池燃烧事件中,也有一些用户是在手机并未充电的情况下发生的燃烧。因此并不能简单的说快充会导致Note7电池出现问题。

  2、电池本身设计出现了问题:

▲Note7内部拆解图

  关于这个问题,我们需要先了解一个词:电池的能量密度。电池的能量密度是由电池容量/体积得出的数据,反应电池单位体积的电池所储存的电量,毫无疑问,更大的电池能量密度可以带来更好的续航效果(同等条件下)。我们知道,智能手机是一个高集成度的产品,内部空间被称为“寸土寸金”,因此对于体积几乎不会有大幅度变化的手机来说,能够给予电池的空间也不会有太大的变化。

  这里有一个数据:上代Note5,电池容量为3000mAh,而体积几乎没有改变的Note7电池容量则为3500mAh,根据计算,Note5电池能量密度为580Wh/L,而Note7则为691Wh/L。而为了得到更高的能量密度,或许三星选择了将我们上文提到的那层“隔膜”做到尽量薄,以便腾出更大的空间来提高电池容量大幅度提升的能量密度,使得正负极与隔膜之间的空间已经几乎密集到极限。或许是电池这方面的新技术还不够完善,使得Note7电池本身具有一定的隐患。

  往前回顾,在15年中旬三星举行的技术电子研讨会上,三星称将于15年底实现700wh/L的能量密度,而第三季度将推出750wh/L,440V能量密度的电芯样本;2017年提升电压至45V,电池能量密度将会达到780wh/L。根据研发与正式商用的时间差,我们也并不排除此次Note7上那颗691Wh/L的电池或许是三星去年已经研发成功的高能量密度电池,只是在最后商用的阶段在设计方面出现了问题导致现在的情况发生。

▲网传SDI电池出现设计问题

  至于其它原因,比如手机高温、过充等其它因素发生的电池燃烧,这也只是不同的使用状态下导致手机发生燃烧的不同诱因,并且在之前一些其它的报道或猜测中提及的,例如SDI与ATL电池质量不同的原因,以及iFix对Note7进行拆解后,发现国际版采用的是锂电池,而非锂聚合物电池,但这些原因也都随着国行版Note7的几起燃损事件而变得不够具有说服力。

  手机电池未来的发展

▲三星很早试水手机燃料电池

  近年来,智能手机在处理器、屏幕等其它方面的高速发展,使得智能手机在我们平常的生活中所承载的功能越来越多也越来越重要,使得手机对于电池续航方面越发依赖。尽管人们不断寻找例如:氢燃料电池、石墨烯电池等其它材料试图改变现状,但遗憾的是,根据现阶段的科技水平,在未来几年内电池行业也似乎难以有较大程度的突破。因此目前无论是终端还是芯片厂商都在积极提高充电速度来“曲线救国”。

  总结:当三星Note7刚刚发布时,几乎所有的媒体都认为这是这么多年来三星对抗苹果最好的机会,但身陷“爆炸门”的Note7就像一个身患顽疾的武林高手,空有一身好功夫却难以发挥。我们试想一下,近年来三星在手机屏幕、处理器、摄像头等其它方面都可以称得上智能机领域的顶尖水准,但唯独在电池方面由于现阶段技术的原因难以有所突破,因此Note7在电池方面进行技术的改变也并非难以理解。不同于苹果,三星一直都是将新技术直接运用在产品上,只不过可能这一次,走的有些快了。

  IT168 评测三星最新的财报显示,由于Galaxy S7强劲的销售表现,第二季度净利润达到583万亿韩元(约51亿美元),超出了所有人的预期,成就了两年来同期的最佳利润。手握这样一份耀眼的成绩单,即将发布的Galaxy Note7如何再续辉煌,就成为了大家关注的焦点。

  根据最新的曝光信息来看,三星Galaxy Note7应该已经做好了准备,除了曲面屏、S Pen这样传统优势的继续巩固,增添的虹膜识别成为备受关注的新特性。联想到科幻**中刷眼解锁的镜头,而这种情景马上就要在手机上实现,心情难免有一些小激动,那么虹膜识别究竟是怎样的一种技术,未来究竟能为我们带来什么下面就带您了解这项酷炫的黑科技。

  什么是虹膜识别

  在谈具体的虹膜识别之前,我们首先要了解什么是虹膜。简单来说,人的眼睛结构由巩膜、虹膜、瞳孔三部分构成。虹膜是位于黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分,是眼球中瞳孔周围的深色部分,其中包含大量独一无二的特征,包括相互交错的斑点、细丝、冠状、条纹等等细节,复杂程度可见一斑。

▲虹膜的复杂性可见一斑

  而且虹膜在胎儿发育阶段形成后就将保持不变,常见的眼科疾病也不会对虹膜造成破坏,这些直接决定了虹膜特征的唯一性。正是基于此,虹膜与每个人呈现一一对应的关系,通过扫描虹膜来识别身份的虹膜识别技术也就发展起来。有研究称,虹膜识别的准确性是指纹识别的1万倍,是脸部识别的10万倍,被广泛认为是21世纪最具有发展前途的生物认证技术,相继在安防、国防、电子商务等领域发挥着重要的作用。

  首发虹膜识别手机竟是它

  随着技术的愈加成熟,虹膜识别算法、图像采集模块可以轻易地在移动端实现,在信息安全被日益看重的今天,虹膜识别手机的出现也就水到渠成。只是,即将发布的三星Note7并不是首款搭载虹膜识别的手机,在2015年,富士通就设计制造了ARROWS NX F-04G,这是首款具备虹膜识别的智能手机。后来,微软的Lumia 950XL也加入了Windows Hello虹膜扫描解锁功能,但是该机型受累于Windows困乏的移动生态,加上虹膜识别时间过长(2秒左右),并没有掀起多少风浪。

▲首款搭载虹膜识别的手机

  而一些国内厂商也陆续在刷眼上做文章,中兴、vivo出品的手机添加了眼纹识别功能,声称在安全性上更进一步。实际上眼纹识别与虹膜识别有着巨大的差异,无论是安全等级和识别率都比虹膜识别低,只是用眼纹识别打了虹膜识别的擦边球而已。

  这次三星Note7有点不一样

  应该说,虹膜识别在手机上的应用早有先例,但出于各种原因,始终引发不了轰动。但此次三星Note7不同,消息一出便引发众多热议,甚至与虹膜识别相关的企业股票也是飘红,这一方面源于三星在行业内的号召力,另一方面也是三星Note7的虹膜识别真的有些不同。

▲曝光的专利文件

  根据曝光的一份三星名下的虹膜扫描专利文件,三星Note7会配备一个特定的虹膜识别系统,该系统由三部分组成,首先手机会用普通的前置摄像头确定用户的脸,然后特定光源会发射红外线,一颗专门负责虹膜扫描的摄像头会透过红外线感知虹膜特征,从而完成扫描、识别的功能。

  具体应用上,网上流出的一段视频表明,三星Note7的虹膜识别目前只支持手机解锁,使用中眼睛和手机之间要保持25-35厘米的距离,解锁速度也是相当之快,几乎在上滑呼出解锁菜单的同时就可以完成,与现有产品的识别体验相比有着显著改善。

  虹膜识别居然伤眼睛

  刚刚提到,三星Note7的虹膜识别系统包含一个特定光源,以此发射红外线辅助扫描,可以保证晚间虹膜识别的正常使用。因此有人不免担心,既然有额外的红外线参与,使用虹膜识别是否也会对眼睛造成伤害这里我们具体讲一下,一般用于虹膜识别的红外线波长在700-900纳米之间,能量小,低于国际安全标准,保持一定的距离使用大可放心,但是不排除一些敏感体质会有异常的反应,因此特殊人群也要注意。

  还有,由于眼镜的光学特性,对于虹膜的扫描会造成影响,可能导致虹膜识别失败,所以并不建议佩戴眼镜使用虹膜识别。

  虹膜识别取代指纹识别

  由于三星的影响力,虹膜识别再次被推到舞台中央,使其产业链得到普遍关注,未来在移动端的发展也是被普遍看好,大有当年苹果推出Touch ID的状况,关于虹膜识别即将取代指纹识别的讨论也随之而来。笔者认为,还是应当理性看待虹膜识别,这仅是移动端安全认证的另一种选择。就体验而言,目前指纹识别已经普及,渗透到了隐私加密、支付等场景,使用十分方便。特别是在解锁的场景中,我们从兜中拿出手机,手指作为最先接触手机的部位,无疑是解锁的第一选择,而眼睛唯有在面对手机时,才有机会开启解锁,因此指纹识别的优越性依旧明显。

  但是这并不代表虹膜识别就一定处于劣势,正如开头所言,虹膜识别的安全性无可附加,因此在一些高层级安全场景中可以发挥重要作用。比如支付认证的情景,用户刚好面对手机,不用挪动手指,仅需要给手机一个眼神,就可以完成支付,既安全又方便。因此,指纹与虹膜各有优势,适用于不同场景,是一种互补的存在。

  总结起来,指纹识别的产业成熟,应用生态完善,依旧是移动端的主要选择。而虹膜识别作为一种更加先进的存在,会持续完善,为高层级的安全认证提供有力的支持。此次三星Note7的尝试,在笔者看来更多地是一种技术上的展示,阐述了三星对于未来移动端安全认证的思考。只是在确定了指纹+虹膜的双识别机制发展方向后,除了优化两者的性能,如何具体协调两者的应用场景,让技术真正为用户带来便利,将是三星乃至整个行业未来需要解决的问题。

是三星note7,是2016年的事。2016年8月2日,三星发布其最新款Galaxy Note7手机。当年8月19日,Note7在美国、加拿大、澳大利亚、韩国等10个国家和地区上市,然而接二连三的爆炸事件却让三星陷入尴尬。包括澳大利亚、美国以及韩国本土用户皆报告,新买的Galaxy Note7 发生自燃爆炸,韩国媒体将Note7称为“一百万韩元的炸弹”。2017年1月23日:三星电子在首尔召开新闻发布会,与全球三大独立调研机构就Note7事件公布了调查结果:电池在设计与制造过程中存在问题,并向全球消费者致歉,宣布不会起诉电池供应商,该事件至此画上句号。

这次三星手机爆炸事件在当时闹得沸沸扬扬,如今已经鲜有人提起,三星当时确实是栽了跟头,如今在手机界还是与苹果作为两大巨头,可以说并没有什么影响,三星的手机还是卖得很火热,如今s10已经发布,note10应该也快了。