В начале сентября пользователи нового флагмановского смартфона Samsung Galaxy Note 7 начали массово жаловаться взрывы батарей телефонов. Samsung приостановил производство и обещает всем покупателям замену. Взрывались и смартфоны компании Xaomi: владельцы получили ожоги.
«Бумага» поговорила с кандидатом технических наук и ведущим научным сотрудником Политехнического университета Максимом Максимовым, который работает над созданием литий-ионных аккумуляторов, о том, почему в 2016 году батареи смартфонов всё еще взрываются, и как владельцам не пострадать от собственной техники.
За две недели стало известно о 35 случаях взрыва Samsung Galaxy Note 7. Из-за подобных инцидентов уже сгорела машина , а шестилетний ребенок получил ожоги. По предварительным данным компании, причиной взрывов стал производственный дефект батареи. Несколько авиакомпаний, в том числе и «Аэрофлот», владельцам Galaxy Note 7 пользоваться устройствами на борту самолетов.
Почему взрываются литий-ионные аккумуляторы?
Взрывоопасность аккумулятора зависит от разных факторов, в частности - от материалов, применяемых компаниями-производителями. Сегодня имеется широкий ряд материалов для аккумуляторов, которые отличаются как по техническим характеристикам, так и по цене. Производители сами решают, какие для них оптимальны.
Проблема взрыва актуальна, потому что материалы, возможно, не прошли полную аттестацию по имеющимся стандартам. В итоге при перегрузках происходят процессы, которые способствуют выделению энергии и газов в аккумуляторах, то есть в замкнутом пространстве, после чего происходит взрыв.
Одна из основных причин взрыва аккумулятора - это его перезаряд. Во избежание этого на них ставят специальные чипы (контроллеры), которые позволяют заряжать телефон только до определенного напряжения: аккумулятор отключается от зарядки, даже если смартфон все еще подключен к сети. Если электроника не срабатывает, вероятность перезаряда велика.
Разгерметизация аккумуляторов также может быть одной их причин возгорания.
Максим Максимов , кандидат технических наук:
В уже имеющихся случаях необходимо смотреть, как и при каких обстоятельствах телефоны взрывались. Возможно, причина даже не в батарее, а в микроэлектронике. Например, неправильно регулируется напряжение заряда-разряда. В таких случаях может произойти перезаряд.
Про модель моего телефона написали, что она взрывается. Что мне делать?
Такой телефон нужно утилизировать, желательно, в специально предназначенном для этого месте: аккумуляторы содержат тяжелые металлы, такие как кобальт и другие, которые плохо влияют окружающую среду.
Как проверить, может ли мой телефон взорваться?
Проверка телефона в бытовых условиях представляется маловозможной. Но если у вас перегревается батарея телефона, это всегда плохо. Если в течение выполнения каких-то процессов, например, игры на телефоне, батарея нагревается так, что вы не можете до нее дотронуться и температура достигает 30–40 градусов, нужно обращаться к специалистам.
Еще можно оставить смартфон заряжаться на сутки и посмотреть, нагреется он или нет. При разогреве аккумулятор быстро теряет зарядку, поэтому, если телефон стал быстрее разряжаться, это тоже говорит о том, что аккумулятор устаревает и его нужно заменить. Кроме того, при опасном нагреве меняется внешнее состояние аккумулятора: если у смартфона «вздутие» (ваш плоский смартфон перестал таким быть), необходимо обратить на это внимание.
Могут ли причиной взрыва смартфонов стать попытки производителей увеличить мощность аккумуляторов?
Производительность увеличивается за счет установки более мощных процессоров. При неправильной оптимизации процессов энергопотребления процессору нужно больше энергии. При высоких скоростях отдачи энергии происходит ее нагрев. То есть нагрев может быть связан с увеличением производительности. А неконтролируемый нагрев действительно может привести к возгоранию и даже взрыву.
Что делать, чтобы снизить перегрев аккумулятора?
Рекомендации по обращению стандартные: полностью заряжать и полностью разряжать раз в неделю или раз в месяц. И использовать смартфон в диапазоне от 30–80 % его емкости. Стопроцентных правил, которые могут помочь определить, взорвется ваш телефон или нет, к сожалению, не существует.
Корейская компания Samsung эпично опозорилась с новым флагманским смартфоном Galaxy Note 7: все силы разработчиков, похоже, оказались брошены на то, чтобы отказаться от названия Note 6 (это именно шестое поколение), а нарисовать семёрку, чтобы цифра была не меньше, чем у ожидаемых 7 сентября iPhone 7. А вот сконструировать смартфон так, чтобы он не взрывался во время зарядки, не получилось.
История проблемы
История развивалась стремительно. За август в тех странах, где Note 7 поступил в продажу раньше других, взорвалось 35 смартфонов.
30 августа компания приостановила приём предварительных заказов на Note 7, объяснив это большим спросом, но случайно прокололась на цифрах. Дело в том, что сначала Samsung бодро рапортовала о 7500 российских предзаказах за первую неделю, а через три недели - о 9000, то есть за две недели было заказано в пять раз меньше. В других странах предзаказы были тоже приостановлены.
1 сентября стало известно о прекращении продаж Note 7 в 10 странах и появились слухи о масштабной отзывной кампании: чуть ли не все проданные аппараты будут заменены.
2 сентября Samsung официально сообщила об отзыве всех проданных смартфонов. Все, кто заказал аппарат с предоплатой (в России это около 900 человек), могут вернуть средства в полном объёме.
Почему взрываются аккумуляторы
Всё это время через ряд СМИ запускалась информация о том, что взрываются смартфоны только при использовании неоригинального зарядного устройства или неоригинального кабеля, - это, впрочем, разговоры в пользу бедных, потому что родное устройство с кабелем обычно лежит дома, а в машине, на работе и у друзей используется какое попало. И потом, что значит "неоригинальное"? Samsung сама не производит зарядки и кабели, а заказывает их на стороне. Если на кабеле или зарядке, выпущенном на том же заводе, написано, скажем, не Samsung, а Sony, то это сразу контрафакт? Вообще-то, для того производители в своё время и договорились использовать стандартный USB-разъём, чтобы зарядки были универсальными.
При этом все они стандартны: обычная зарядка выдаёт напряжение 5В и ток до 2А. Сила тока в конкретный момент времени определяется контроллером заряда, входящим в чипсет смартфона. Притом в батарее литий-ионного типа обычно имеется ещё и свой собственный контроллер, который защищает саму "банку", во-первых, от перезаряда, во-вторых, от глубокого разряда - и то, и другое губительно для литий-ионного аккумулятора. Быстрая зарядка использует повышенное напряжение (9 В, 2 А или 9 В, 1,67 А или в ряде случаев 12 В). Повышают именно напряжение, а не силу тока (иначе потребуется гораздо более толстый провод). При этом, чтобы не сжечь быстрой зарядкой обычный телефон, используется обмен данными между самой зарядкой и телефоном: она, грубо говоря, отправляет запрос: "Поддерживаешь ли ты быструю зарядку?", - и если получает ответ "да", то включает увеличенное напряжение, а контроллер уже заряжает аккумулятор большим током.
В случае с Note 7 по каким-то причинам сначала выходил из строя контроллер зарядки в смартфоне, после чего на аккумулятор поступал слишком большой зарядный ток. При этом во взорвавшихся батареях (все случаи взрывов связаны с устройствами из ранних партий) встроенного контроллера, как говорят, не было. Зарядка слишком большим током приводит к перегреву батареи, что включает цепную реакцию: электролит вскипает с выделением большого количества газа, давление внутри герметичного корпуса батареи за доли секунды вырастает в несколько раз, после чего корпус взрывается и раскалённые газы под давлением вырываются наружу, а части конструкции батареи или самого телефона превращаются в поражающие элементы - получается такая своего рода осколочно-фугасная бомба.
Чем опасен взрыв аккумулятора
Взрыв литиевого аккумулятора чрезвычайно опасен. Во-первых, литий горит с температурой 1339 градусов - этого достаточно, даже чтобы прожечь бетон, при этом во время взрыва огненные капли могут разбрызгиваться в разные стороны, что приводит к серьёзным пожарам и ожогам.
Во-вторых, взрыв может произойти во время разговора по телефону: в этом случае возможны тяжёлые травмы и смерть. Например, в 2007 году у китайца осколки взорвавшегося телефона Motorola пронзили сердце, а у корейца в том же году взорвавшийся телефон LG разорвал лёгкие и сломал позвоночник, что тоже привело к смерти жертвы. Также известны случаи смерти от разрыва шейной артерии, невосполнимые потери конечностей и т.п.
Как защититься от взрыва телефона
Взрывы литиевых батарей - обратная сторона технического прогресса; отказаться от них - это как отказаться от самолётов, потому что они иногда падают, и ездить во Владивосток из Москвы на поезде.
Тем не менее риск пострадать от взрыва будет гораздо ниже, если носить смартфон в сумке, разговаривать по нему через беспроводную гарнитуру, а важные сообщения выводить на смарт-часы. В гарнитурах и часах, впрочем, тоже есть литиевые батареи, но в 10-20 раз меньшей ёмкости, чем в смартфонах. Поэтому даже если с ними что-то случится, последствия не будут фатальными.
В понедельник, 10 октября, компания Samsung Electronics объявила о приостановке продаж телефонов Galaxy Note 7, предложив всем обладателям этих смартфонов немедленно их выключить. Как сообщила пресс-служба компании, Samsung попросил операторов и партнеров в тех странах, где произошел официальный старт продаж смартфона, остановить продажи и процесс обмена Galaxy Note7 на время проведения расследования, которое корейский производитель проводит в тесном сотрудничестве с регуляторами этих стран. По данным южнокорейского информационного агентства Yonhap, также принято решение о приостановке производства указанных смартфонов.
Объявление на стойках регистрации компании "Аэрофлот". Фото: Глеб Брянский/ ТАСС
С 19 августа, когда стартовали продажи Galaxy Note 7, только в США зафиксировано более 70 случаев возгорания этого смартфона. Дошло до того, что авиаперевозчики отказываются возить эти смартфоны даже в багаже. Провалившийся старт флагманского продукта Samsung усугубился новостями о взрывающихся стиральных машинах южнокорейского производителя. В сети даже появилась шутка, что таким образом Samsung выходит на рынок вооружений.
Месяц назад производитель уже обращался к владельцам смартфонов Galaxy Note 7 с рекомендацией выключить и как можно скорее обменять свои устройства, поскольку существует угроза их перегрева и возгорания. Возникшие проблемы объяснялись дефектными аккумуляторами. Как пояснили в компании, в результате редкой ошибки на производстве в некоторых экземплярах аккумуляторов наблюдается короткое замыкание между электродами. В сентябре в Samsung заверяли пользователей, что предлагаемые в качестве замены бракованным смартфоны проходят тщательную проверку, что гарантирует отсутствие угрозы перегрева аккумулятора в будущем. Виноватый за брак в аккумуляторах уже найден - дочерняя компания Samsung SDI, которая является основным поставщиком аккумуляторов для Galaxy Note 7. В данный момент закупка аккумуляторов у этой компании прекращена.
Кризис усугубился после того, как стали появляться жалобы о перегреве и возгорании устройств, которые были получены в ходе первого отзыва в сентябре - т.е. гарантии производителя не сработали. После этого три крупнейших сотовых оператора США AT & T, Sprint и Verizon отказались от продажи нового смартфона Samsung Galaxy Note 7. Аналогичное решение приняла немецкая компания T-Mobile. Возможно, что демарш дилеров и привел к глобальному отзыву новой модели.
Примечательно, что больше всего информации об отзыве Galaxy S7 или Galaxy S7 edge опубликовано на сайте Samsung, предназначенном для пользователей в США - открыта горячая линия для консультации и предложение поменять свой смартфон c возможным бонусом в 25 долларов. Российский сайт Samsung никакого намека на тотальный отзыв последних моделей смартфонов не содержит. Как сообщили "Утру" в пресс-службе компании, это связано с тем, что официальные продажи флагманкой модели в нашей стране еще не начались.
Отзыв всех устройств Galaxy Note 7 может обойтись Samsung в сумму, не менее $1 млрд. На выпуск этой модели возлагалась большая надежда, так как новый продукт должен был закрепить успех южнокорейского гиганта на рынке смартфонов, показанный в росте выручки во втором квартале 2016 года. Смартфоны Samsung уверенно теснили продукцию Apple, но успех сильно подпорчен кризисом с Galaxy Note 7. И все это происходит в момент выпуска нового поколения iPhone.
МОСКВА, 2 сен — РИА Новости . В минувшую среду компания Samsung объявила о приостановке продаж своего новейшего фаблета Galaxy Note 7, который с 19 августа появился на прилавках в 10 странах. Главная причина, за которую уже принес извинения президент мобильного подразделения Донг Джин Ко (Dong Jin Koh), — взрывы батарей во время зарядки.
Samsung может отозвать все свои Galaxy Note 7 из-за проблем с батареей Ожидается, что Samsung объявит о результатах своего расследования причин проблем с батареями, а также объявит ряд комплексных мер по решению этой проблемы либо в эти выходные, либо в начале следующей недели.Как бы там ни было, эта напасть преследует литий-ионные аккумуляторы уже третье десятилетие. А с апреля этого года "Международная ассоциация воздушного транспорта" (IATA) даже ввела временный запрет на провоз Li-ion аккумуляторов на пассажирских авиарейсах, если они не установлены в какое-либо устройство.
Суть проблемы
Литий-ионный аккумулятор, несмотря на все свои преимущества, — весьма капризный элемент. Его зарядка проходит по сложному алгоритму и всегда управляется специальным микроконтроллером, который постоянно отслеживает температуру и другие параметры батареи. На его эксплуатацию и хранение также накладывается масса ограничений. Такие аккумуляторы не терпят глубокого разряда, работы при отрицательных температурах и нагрева. Поэтому практически все устройства с ними имеют специальные контроллеры, отслеживающие их работу и отключающие аккумулятор в случае превышения его показателями критических значений.
Впрочем, сделать литий-ионный аккумулятор безопасным не так уж и сложно. Однако современные тенденции к уменьшению размеров аккумуляторов и их форм, а также эксперименты с химическим составом каждый раз возвращают разработчиков на исходные позиции. Главная проблема — это перегрев отдельных ячеек батареи вследствие повышения температуры или короткого замыкания внутри ячейки. Перегревающаяся ячейка может запустить цепную реакцию. А с учетом того, что входящий в состав аккумуляторов щелочной метал литий является легковоспламеняющимся, последствия могут быть самими печальными: резкое вздутие, возгорание или даже врыв.
Но если на каждом шагу работу аккумулятора отслеживают контроллеры, почему они взрываются? Причин может быть несколько.
Среди основных значится производственный брак, при котором слой изолятора между ячейками оказывается недостаточной толщины.
Также опасны удары или физические повреждения аккумулятора, и банальный перегрев. Например, если аккумулятор получил незначительные повреждения от падения с небольшой высоты, пользователь может не обратить на это внимание, но при этом состояние батареи может ухудшиться. Она может выйти из строя, даже не достигнув своего температурного предела.
Решить проблему можно более жестким регулированием. Но это приведет к удорожанию всей продукции и замедлению внедрения новых технологий. На что, в условиях постоянной конкуренции, компании просто не пойдут. Потому потребителям придется смириться с тем, что отдельные случаи возгораний могут и дальше происходить с продукцией самых известных брендов, таких как Apple, Samsung и любых других.
Впрочем, в начале этого года американские физики из Стэнфорда объявили о разработке специального предохранителя для аккумуляторов. Он состоит из наночастиц никеля, вставленных в тонкий лист из пластика и графена и автоматически отключает батарею, не дожидаясь реакции контроллера. Несмотря на кажущуюся простоту, внедрение этой разработки остается под вопросом, поскольку не убережет аккумуляторы в ста процентах случаев, но приведет к его удорожанию.
Результаты высокоскоростной компьютерной томографии ячейки литий-ионного аккумулятора за 15 секунд до аварии (вверху) и за 1 секунду до аварии (внизу). Источник: научная статья "In-operando high-speed tomography of lithium-ion batteries during thermal runaway " , Nature Communications 6, Article number: 6924 (2015), doi:10.1038/ncomms7924 (в открытом доступе)
Во второй половине августа в средствах массовой информации началась настоящая истерика после случаев самовозгораний телефонов модели Galaxy Note 7.
Владельцы любых электрических приборов знают, что батареи всегда
нагреваются при интенсивном использовании. Это вполне естественное свойство батарей. В то же время, инженер скажет вам , что любое
устройство с литий-ионным аккумулятором может взорваться при эксплуатации в определённых условиях. Как показывают результаты высокоскоростной рентгеновской компьютерной томографии и рентгенографии литий-ионных аккумуляторов , перегретая литий-ионная батарея создаёт нечто вроде цепной реакции, которая может привести к взрыву. Это касается не только телефонов, но вообще любых гаджетов. Задача конструкторов - внедрить меры безопасности, которые максимально снижают вероятность возгорания, хотя снизить её до нуля невозможно.
На практике такие взрывы Li-Ion аккумуляторов случаются редко, но они происходят регулярно . По данным официальной статистики Комиссии по безопасности потребительских товаров США, с 2002 года произошло 43 отзыва товаров с рынка по причине дефективных литий-ионных аккумуляторов. История с Galaxy Note 7 - вовсе не какая-то экстраординарная история, а вполне заурядная техническая проблема.
Как и в случае с пресловутыми самоубийствами на заводе Foxconn, здесь работает закон больших чисел. Помните, какой была на заводах Foxconn якобы из-за плохих условий труда? С января по май 2010 года на тайваньском заводе Foxconn произошло 10 самоубийств. Поднялся хай, что бедные китайцы жертвуют жизнями, собирая технику iPhone и iPad. Мол, работая 12 часов в день за $150 в месяц - это невыносимо, люди не выдерживают и самоубиваются.
Но всё выглядит совершенно иначе, если посмотреть на цифры. А именно, что на тайваньском «заводе» Foxconn, который является крупнейшей в мире фабрикой по производству компьютерных компонентов, работало 330 000 человек . Средний уровень самоубийств среди китайцев составляет 14 на 100 000 человек в год. Хотя люди в возрасте 65+ сводят счёты с жизнью гораздо чаще молодых, поэтому можно оценить нормальный уровень самоубийств среди молодёжи примерно в 10 на 100 000 человек в год. Таким образом, за прошедшие с начала года 147 дней там должно было произойти (330000/100000)*10*147/365 = 13,3 смерти. А в реальности произошло только 10, что значительно ниже среднего.
Вот и всё объяснение.
Тем не менее, общественное мнение трудно поддаётся логическим доводам, поэтому Foxconn предпочла не спорить, а купировать конфликт, повысить зарплату и улучшить условия работы, а позже вовсе объявила о .
Так в чём же проблема? Кто стоит за этой истерикой с «массовыми» взрывами смартфонов Samsung?
Во-первых, посмотрим на общий фон, когда истории начали вбрасывать в СМИ. Тот самый Galaxy Note 7 сразу после выхода считался самым лучшим смартфоном Samsung за всю историю компании. Некоторые называли его вообще абсолютно лучшим смартфоном на рынке.
И вот тут внезапно - история со взрывами, после которой компания была вынуждена объявить о масштабном отзыве смартфонов , об остановке производства смартфонов Note 7, о прекращении продаж. Бренд Note 7 окончательно похоронен. «Лучший в мире» смартфон навсегда уходит с рынка. Полное фиаско. Абсолютная победа «неизвестного» противника.
Сразу отметим, что действия Samsung были только отчасти вынужденными. Их можно назвать «чрезмерной реакцией», которую риск-менеджеры рекомендуют применять, чтобы абсолютно точно и полностью купировать потенциальные риски. Как и в случае с Foxconn, лучше прекратить борьбу и сразу сдаться, чем годами исправлять последствия урона для бренда, тем более что этот урон может быть непоправимым. Если не исправить ситуацию быстро и кардинально, то враг одержит не маленькую победу в локальном сражении, а большую победу в глобальной битве. К бренду Samsung в этом случае может навсегда приклеиться ярлык «производителя взрывающихся телефонов». В перспективе нескольких лет это может привести к значительной потере рыночной доли, снижению продаж, а в более отдалённой перспективе - даже к полному отказу компании от производства смартфонов. Чтобы гарантированно не допустить такого, корейские риск-менеджеры купировали проблему, отдав только «один город», то есть один только бренд Note 7.
Чисто математически лучше гарантированно потерять пару миллиардов долларов, чем получить десятипроцентную вероятность в сто раз больших потерь.
В модели Galaxy Note 7 компания уменьшила размеры смартфона, увеличив ёмкость аккумулятора. Было очевидно, что это достаточно рискованный шаг.
Повышенный риск из-за уменьшения объёма и закон больших чисел всё-таки сработали не в пользу корейской корпорации. Хотя были проданы 2,5 миллиона Galaxy Note 7, несколько десятков случаев возгораний аккумуляторов привлекли очень пристальное внимание СМИ.
Судя по всему, компания Samsung до сих пор так и не выяснила точную причину возгорания смартфонов даже после установки в них аккумуляторов другого производителя.
Кому же выгодно нанести удар по Samsung, раздув скандал? Просто посмотрим на статистику продаж смартфонов в мире непосредственно перед выходом Galaxy Note 7.
| Компания | Продажи, I кв. 2016 (тыс.) | Доля рынка, I кв. 2016 | Продажи, I кв. 2015 (тыс.) | Доля рынка, I кв. 2015 |
|---|---|---|---|---|
| Samsung | 81 186,9 | 23,2% | 81 122,8 | 24,1% |
| Apple | 51 629,5 | 14,8% | 60 177,2 | 17,9% |
| Huawei | 28 861,0 | 8,3% | 18 111,1 | 5,4% |
| Oppo | 16 112,6 | 4,6% | 6 585,1 | 2,0% |
| Xiaomi | 15 048,0 | 4,3% | 14 740,2 | 4,4% |
| Другие | 156 413,4 | 44,8% | 155 561,4 | 46,3% |
| Всего | 349 251,4 | 100,0% | 336 297,8 | 100,0% |
Как видим, на рынке происходят довольно неприятные вещи для одной американской компании с фруктовым именем. Первое место с большим отрывом укрепила за собой… угадайте кто. Правильно, Samsung. На втором месте находится компания Apple, которая довольно сильно отстаёт. Что ещё хуже для яблочной компании, отставание от Samsung значительно увеличилось за последний год. Продажи Apple за год снизились с 60,2 до 51,6 млн штук. И это на растущем рынке !
Что тут говорить, история со взрывами Samsung пришлась как нельзя вовремя.
