iPhone 16

謠言

止於智者

蘋果手機能被遠程引爆?

萬萬沒想到,這個漏洞百出的傳言居然讓不少人相信瞭。

iPhone 16 正式推出後,各方拆解也如約而至,不少博主發現 iPhone 16 Pro 用上瞭鋼制外殼的電池。

結合近期黎巴嫩事件熱度居高不下,網絡上一時出現大批關於 iPhone 16 電池的陰謀論判斷,有人認為鋼殼電池會將內部的熱量和壓力更長時間地封閉在電池中,聚積的壓力會讓爆炸更猛烈;也有人認為電池的鋼殼在爆炸事件中可能會產生更多危險的碎片,成為傷人的「彈片」……

但事實顯然並非如此。

全金屬外殼 or 全金屬「炸彈」

在討論鋼殼電池的爭議之前,我們需要瞭解手機爆炸的可能性及其背後的原因。

鋰電池是手機中唯一具備高能量密度的組件,由於其化學活性高,且在充放電過程中容易產生短路、熱失控等問題,因此是最有可能引發爆炸的部件。

相比之下,手機的其他元件不涉及能量存儲或復雜的化學反應,風險較小。大量手機爆炸案例也進一步證明,電池問題是爆炸的主要原因。

iPhone 16 元器件掃描,圖片來自 iFixit

除瞭外力損傷、過充電或過放電等因素以外,一般情況下,鋰電池的短路是由於在充放電過程中鋰離子不均勻沉積在負極,形成鋰枝晶(Li dendrites)。

這些細長的金屬鋰結構像樹枝一樣延伸,慢慢積累,最終可能刺穿電池內部的隔膜。隔膜是正負極之間的唯一物理屏障,一旦被鋰枝晶刺破,正負極就直接接觸,導致電池內部發生不正常的放電現象。

鋰枝晶生長刺破隔膜引發電池起火,圖來自 YND 科研繪圖

隨著大電流通過電池內部,電池產生大量的熱量,熱量無法及時散出,隻能堆積在電池內部,導致內部溫度急劇上升。而隨著溫度升高,電池內部的化學反應變得異常活躍,化學物質開始分解並釋放出更多的熱量和可燃氣體。

電池結構因為氣體和熱量的積累開始膨脹,表現在外部就是電池鼓包的現象。如果這一過程持續,電池外殼的物理強度逐漸無法承受內部壓力,最終可能導致電池破裂甚至是燃燒,這一連串的過程就是電池因短路導致的熱失控現象。

鋰電池的熱失控現象,圖片來自電子發燒友網

為瞭應對可能出現的問題,蘋果為 iPhone 16 的鋼殼電池安全上瞭幾道「保險」。鋼制材料物理性質穩定,抗壓力遠高於鋁等其他材質,能夠最大程度上防止電池形變或破裂,即使出現問題也很難像部分網友猜測那樣,直接碎成大量碎片的情況。

新增的「泄壓閥」設計能夠在電池內部壓力升高時,即時釋放多餘壓力,減輕因短路出現的熱失控現象。由於鋰電池的熱失控需要一個過程,即使真的出現危險,也能給人留出一定的反應時間。

黎巴嫩爆炸事件的起因雖然至今仍無定論,單憑電池的能量難以造成如此巨大的威力,不少人懷疑是設備的生產鏈除瞭問題或運輸途中被「動瞭手腳」。

這樣的事情在生產鏈條模糊、品牌授權混亂的 BP 機、對講機領域或許還有可能發生,但對於生產鏈明晰、結構緊密的手機而言,想在這其中的某個環節改裝或許難比登天。

眾所周知 iPhone 16 生產線大部分在中國,為瞭盡可能做到標準化,其生產流程已經高度透明。從元件采購、生產組裝到運輸銷售,各個環節都要受到嚴格的監控和審查;iPhone 為瞭將內部空間最大化利用,佈局經過精心設計,在組裝過程中,一些塵土都有可能會影響到一些最終效果,更不必說塞進去幾十克高爆炸藥這種情況。

圖片來自博主 @樓斌Robin

此外,在今年蘋果發佈會上,我們還看到瞭蘋果在軟件層面的保護措施。iPhone 16 內置瞭智能電池管理系統,通過實時監控電池的溫度、電壓和電流,能夠在檢測到異常時及時觸發電源保護機制,進一步減少過熱和短路的可能性。相關手機廠商負責人表示:

4G、5G 手機,從通信層面,操作系統層面,應用層面,電池管理層面上一堆隱私安全的策略。此外,電池管理層面, 手機燙瞭,例如超過 80 度,就會硬性關機瞭。硬件傳感器加硬件開關可以實現硬性關機,這個不是軟件邏輯,黑客是黑不瞭的。

鋼殼電池,隨處可見

實際上,鋼殼電池在被廣泛應用,目前絕大部分筆記本電腦電池、新能源車電池及日常傢用電池均為鋼殼:特斯拉 4680 電池外殼使用的就是約 635μm 鍍鎳不銹鋼殼。

博主拆解特斯拉 Model Y 內部的 4680 電池,圖片來自 E 電網

日常傢用的 5 號電池、7 號電池,絕大多數使用的同樣是不銹鋼薄殼;鋼殼的扣式電池更是已經成為瞭很多可穿戴設備、小型電子產品的標配。

如果簡單地將鋼殼與爆炸聯系在一起,認為鋼殼電池會在爆炸時變成「碎片手雷」,顯然是忽視瞭我們身邊早已被鋼殼電池包圍的現實。

蘋果也並非第一次使用鋼殼電池,TechInsights 在 2019 年就曾在拆解中發現蘋果在 Apple Watch 上使用金屬殼電池。蘋果在同一年申請瞭一項金屬殼電池的專利,其中顯示金屬外殼與電池之間存在隔絕層,金屬殼可連接公共接地,允許其他組件接觸金屬外殼而不會短路,還能通過減少電池外殼和其他組件的間隔優化設備的可用空間。

Apple Watch Series 7 拆解圖

TechInsights 比較瞭 Apple Watch Series 7 電池與更大版本電池,顯示在不減少單位面積容量的情況下,鋼殼電池減少瞭約 10% 的覆蓋面積,41mm 版本的手表因為使用鋼殼電池,其電池卻擁有更大體積。

Apple Watch Series 7 兩個尺寸電池的比較,圖片來自電子工程專輯網

郭明錤此前曾爆料,新電池密度將增加 5-10%,博主 @樓斌Robin 也對 iPhone 16 Pro 進行瞭拆解,發現該電池容量為 3582mAh,相比上一代增加瞭 308mAh,使用瞭 ATL 電芯,其內部電芯基本填滿瞭整個空間,能量密度達到瞭 764Wh/L,相比上代有明顯提升。顯然 iPhone 16 Pro 使用的金屬外殼電池很有可能是此前手表曾使用過的技術,其安全性已經得到瞭時間的驗證。

圖片來自 @微積分WekiHome

除瞭鋼質外殼本身為產品體驗帶來的提升以外,蘋果此次換殼很大程度上也是來自於「外力」的影響。

2023 年,歐盟通過瞭《歐盟電池和廢電池法規》,要求所有傢用電器和消費電子產品中的電池都應易於拆卸和更換,以提高產品的可維修性和減少電子廢物。

拆解中我們也可以看到,蘋果為瞭提升「可維修性」,還為 iPhone 16 系列部分機型改進瞭電池與主板的粘貼技術。

iFixit 發現,使用 20V 電壓就能讓 iPhone 16 的電池在 5 秒內解除粘合,相比前代方便很多。在 5V 電壓下也隻需要 6 分鐘多一點,相當於使用另一塊電池就可以完成iPhone 16 的電池拆卸。

兩種黏劑對比,圖片來自 tesa

相關技術的公開論文《揭示電誘導粘合脫粘機制:一種光譜-顯微研究(Unraveling the Mechanism of Electrically Induced Adhesive Debonding: A Spectro-Microscopic Study)》介紹:

當通電時,這種新粘合物中的分子鏈會發生重新排列,從而增強其粘附能力,並且在電場作用下,可以更快地完成自愈合過程,進一步提升材料的耐用性和可重復使用性。

顯然這一材料的引入就是為瞭提高 iPhone 電池的可維修性,使其成為瞭 iPhone 史上最容易維修的一代。

iFixit 發現:在通電時,如果極性正確,粘合劑會粘在電池上,並使框架保持幹凈(右)。如果極性相反,粘合劑會粘在框架上(左)

不僅是粘合物的升級,為瞭增加粘合物的接觸面積以提高性能,蘋果還專門給框架的凹槽加工制作瞭粗糙的表面,在 Evident Scientific 的顯微鏡特寫中,我們可以看到其工藝非常漂亮。

顯微鏡下的特寫,圖片來自 Evident Scientific

不過也有拆解博主指出,目前隻有 iPhone 16 Pro 用的才是不銹鋼外殼,iPhone16&Plus 依然用的是鋁塑軟包電池,這就不得不提不銹鋼電池的一些缺點。

不銹鋼外殼相比鋁合金更加堅固、耐用,具備更高的抗沖擊性,但重量相較也更高,此次 iPhone 16 Pro 據拆解者介紹比上一代足足重瞭 7.1g。而鋁合金不僅重量更輕,成本也相對較低,因此常用於標準版 iPhone 中,以控制生產成本,吸引更廣泛的用戶群體。

而不銹鋼外殼更強的耐腐蝕性及硬度,這也意味著更高的加工成本,蘋果此次「厚此薄彼」或許就是出自成本及性價比的考慮。

完全拆解的 iPhone 16 Pro,圖片來自 YouTube 博主 Rewa Technology

現代生活處處離不開電子產品,重視產品安全無論怎樣強調也不過分,但無論從材料、技術原理、成熟度,還是嚴格的監管、生產鏈的管理,我們都能看到,改變電池外殼材質並不會像謠言所說讓手機變成「炸彈」。

更重要的是,即使不使用 iPhone 16 Pro,我們每時每刻仍然也在接觸各式各樣采用鋼殼電池的產品。

也許是由於我們的信任已經被消耗太多,才讓黎巴嫩事件成為瞭大眾情緒的「引爆點」。

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