日期:2024-09-26 作者: 产品中心
iPhone 16 正式推出后,各方拆解也如约而至,不少博主发现 iPhone 16 Pro 用上了钢制外壳的电池。
结合近期黎巴嫩事件热度居高不下,网络上一时出现大批关于 iPhone 16 电池的阴谋论判断,有的人觉得钢壳电池会将内部的热量和压力更长时间地封闭在电池中,聚积的压力会让爆炸更猛烈;也有的人觉得电池的钢壳在爆炸事件中可能会产生更多危险的碎片,成为伤人的「弹片」……
锂电池是手机中唯一具备高单位体积内的包含的能量的组件,由于其化学活性高,且在充放电过程中易产生短路、热失控等问题,因此是最大有可能引发爆炸的部件。
相比之下,手机的其他元件不涉及能量存储或复杂的化学反应,风险较小。大量手机爆炸案例也进一步证明,电池问题是爆炸的主要原因。
除了外力损伤、过充电或过放电等因素以外,正常的情况下,锂电池的短路是由于在充放电过程中锂离子不均匀沉积在负极,形成锂枝晶(Li dendrites)。
这些细长的金属锂结构像树枝一样延伸,慢慢积累,最终可能刺穿电池里面的隔膜。隔膜是正负极之间的唯一物理屏障,一旦被锂枝晶刺破,正负极就非间接接触,导致电池里面发生不正常的放电现象。
随着大电流通过电池里面,电池产生大量的热量,热量无法及时散出,只能堆积在电池里面,导致内部温度急剧上升。而随着温度上升,电池里面的化学反应变得异常活跃,化学物质开始分解并释放出更多的热量和可燃气体。
电池结构因为气体和热量的积累开始膨胀,表现在外部就是电池鼓包的现象。如果这一过程持续,电池外壳的物理强度逐渐没办法承受内部压力,最终可能会引起电池破裂甚至是燃烧,这一连串的过程就是电池因短路导致的热失控现象。
为了应对也许会出现的问题,苹果为 iPhone 16 的钢壳电池安全上了几道「保险」。钢制材料物理性质稳定,抗压力远高于铝等其他材质,能够最大限度上防止电池形变或破裂,即使出现一些明显的异常问题也很难像部分网友猜测那样,直接碎成大量碎片的情况。
新增的「泄压阀」设计能够在电池里面压力升高时,即时释放多余压力,减轻因短路出现的热失控现象。由于锂电池的热失控需要一个过程,即使真的出现危险,也能给人留出一定的反应时间。
黎巴嫩爆炸事件的起因虽然至今仍无定论,单凭电池的能量难以造成如此巨大的威力,不少人怀疑是设备的生产链除了问题或运输途中被「动了手脚」。
这样的事情在生产链条模糊、品牌授权混乱的 BP 机、对讲机领域或许有可能发生,但对于生产链明晰、结构紧密的手机而言,想在这其中的某个环节改装或许难比登天。
众所周知 iPhone 16 生产线大部分在中国,为了尽可能做到标准化,其生产流程已经高度透明。从元件采购、生产组装到运输销售,所有的环节都要受到严格的监控和审查;iPhone 为了将内部空间最大化利用,布局经过精心设计,在组装过程中,一些尘土都有一定的概率会影响到一些最终效果,更不必说塞进去几十克高爆炸药这种情况。
此外,在今年苹果发布会上,我们还看到了苹果在软件层面的保护的方法。iPhone 16 内置了智能电池管理系统,通过实时监控电池的温度、电压和电流,能够在检测到异常时及时触发电源保护机制,进一步减少过热和短路的可能性。相关手机生产厂商负责人表示:
4G、5G 手机,从通信层面,操作系统层面,应用层面,电池管理层面上一堆隐私安全的策略。此外,电池管理层面, 手机烫了,例如超过 80 度,就会硬性关机了。硬件传感器加硬件开关能轻松实现硬性关机,这个不是软件逻辑,黑客是黑不了的。
实际上,钢壳电池在被大范围的应用,目前绝大部分笔记本电脑电池、新能源车电池及日常家用电池均为钢壳:特斯拉 4680 电池外壳使用的就是约 635μm 镀镍不锈钢壳。
博主拆解特斯拉 Model Y 内部的 4680 电池,图片来源于 E 电网
日常家用的 5 号电池、7 号电池,绝大多数使用的同样是不锈钢薄壳;钢壳的扣式电池更是慢慢的变成了了很多可穿戴设备、小型电子科技类产品的标配。
如果简单地将钢壳与爆炸联系在一起,认为钢壳电池会在爆炸时变成「碎片手雷」,显然是忽视了我们身边早已被钢壳电池包围的现实。
苹果也并非第一次使用钢壳电池,TechInsights 在 2019 年就曾在拆解中发现苹果在 Apple Watch 上使用金属壳电池。苹果在同一年申请了一项金属壳电池的专利,其中显示金属外壳与电池之间有隔绝层,金属壳可连接公共接地,允许其他组件接触金属外壳而不会短路,还能通过减少电池外壳和其他组件的间隔优化设备的可用空间。
TechInsights 比较了 Apple Watch Series 7 电池与更大版本电池,显示在不减少单位面积容量的情况下,钢壳电池减少了约 10% 的覆盖面积,41mm 版本的手表因为使用钢壳电池,其电池却拥有更大体积。
郭明錤此前曾爆料,新电池密度将增加 5-10%,博主 @楼斌Robin 也对 iPhone 16 Pro 进行了拆解,发现该电池容量为 3582mAh,相比上一代增加了 308mAh,使用了 ATL 电芯,其内部电芯基本填满了整体空间,单位体积内的包含的能量达到了 764Wh/L,相比上代有明显提升。显然 iPhone 16 Pro 使用的金属外壳电池有很大的可能性是此前手表曾使用过的技术,其安全性已得到了时间的验证。
除了钢质外壳本身为产品体验带来的提升以外,苹果此次换壳很大程度上也是来自于「外力」的影响。
2023 年,欧盟通过了《欧盟电池和废电池法规》,要求所有家用电器和消费电子科技类产品中的电池都应易于拆卸和更换,以提升产品的可维修性和减少电子废物。
拆解中我们也能够正常的看到,苹果为提升「可维修性」,还为 iPhone 16 系列部分机型改进了电池与主板的粘贴技术。
iFixit 发现,使用 20V 电压就能让 iPhone 16 的电池在 5 秒内解除粘合,相比前代方便很多。在 5V 电压下也只需要 6 分钟多一点,相当于使用另一块电池就能够实现iPhone 16 的电池拆卸。
当通电时,这种新粘合物中的分子链会发生重新排列,从而增强其粘附能力,并且在电场作用下,可以更快地完成自愈合过程,逐步提升材料的耐用性和可重复使用性。
显然这一材料的引入就为了提高 iPhone 电池的可维修性,使其成为了 iPhone 史上最容易维修的一代。
iFixit 发现:在通电时,如果极性正确,粘合剂会粘在电池上,并使框架保持干净(右)。如果极性相反,粘合剂会粘在框架上(左)
不仅是粘合物的升级,为增加粘合物的接触面积以提高性能,苹果还专门给框架的凹槽加工制作了粗糙的表面,在 Evident Scientific 的显微镜特写中,我们大家可以看到其工艺非常漂亮。
不过也有拆解博主指出,目前只有 iPhone 16 Pro 用的才是不锈钢外壳,iPhone16&Plus 依然用的是铝塑软包电池,这就必须提不锈钢电池的一些缺点。
不锈钢外壳相比铝合金更加坚固、耐用,具备更高的抗冲击性,但重量相较也更高,此次 iPhone 16 Pro 据拆解者介绍比上一代足足重了 7.1g。而铝合金不仅重量更轻,成本也相比来说较低,因此常用于标准版 iPhone 中,以控制生产所带来的成本,吸引更广泛的用户群体。
而不锈钢外壳更强的耐腐的能力及硬度,这也代表着更高的加工成本,苹果此次「厚此薄彼」或许就是出自成本及性价比的考虑。
现代生活处处离不开电子科技类产品,重视产品安全无论怎样强调也不过分,但无论从材料、技术原理、成熟度,还是严格的监管、生产链的管理,我们都能看到,改变电池外壳材质并不会像谣言所说让手机变成「炸弹」。
更重要的是,即使不使用 iPhone 16 Pro,我们每时每刻仍然也在接触各式各样采用钢壳电池的产品。
也许是由于我们的信任已经被消耗太多,才让黎巴嫩事件成为了大众情绪的「引爆点」。