Agressieve design Note 7 veroorzaakt ontploffingen

De eerste problemen met Samsung Note 7’s raakten bekend in september. Verschillende eigenaars van de smartphone rapporteerden dat hun toestel spontaan in vlammen was opgegaan. Samsung weet het probleem aan slechte batterijen, riep de smartphones terug en voorzag ze van een nieuwe accu. Deze actie mocht echter niet baten: Note 7’s bleven ontploffen. Er zat voor Samsung dan ook niets anders op dan zijn nieuwste smartphone voorgoed van de markt te halen.

Samsung heeft beloofd voor het einde van het jaar een verklaring te geven voor de problemen met zijn Note 7. Instrumental heeft echter niet gewacht tot het bedrijf met een uitleg op de proppen komt en is erin geslaagd een exemplaar van de Note 7 in handen te krijgen. Met een brandblusapparaat in de aanslag heeft het bedrijf de smartphone beetje bij beetje ontleedt en is het op een verklaring gestoten voor de ontploffingen.

Krappe ruimte

Wanneer je een Note 7 openmaakt, zie je dat er een aluminium behuizing rond de 3.500 mAh-batterij is geplaatst. Dit frame voorkomt dat de accu tegen printplaten en andere interne componenten kan botsen. Een dergelijke behuizing kost extra geld en wijst erop dat Samsung heeft geprobeerd om zijn batterij te beveiligen.

Deze poging wordt echter teniet gedaan wanneer je nakijkt hoeveel ruimte er over is binnen het aluminium frame. Langs alle kanten van de batterij is er  minder dan een halve millimeter opengelaten. Bovenaan heeft de accu zelfs minder dan 0,1 millimeter ruimte over. Bij de minste druktoename zal de accu tegen de randen van zijn behuizing botsen, waardoor de batterij wordt samengedrukt.

Kortsluiting

Een lithiumionbatterij bestaat uit een positieve laag van lithiumkobaltoxide, een negatieve laag grafiet en twee elektrolyten met een scheiding van polymeer ertussen. De scheiding zorgt ervoor dat ionen tussen de positieve en negatieve lagen kunnen vloeien zonder dat deze lagen elkaar raken. Indien de positieve en negatieve lagen elkaar wel zouden raken, zou er energie rechtstreeks in het elektrolyt vloeien, waardoor het opwarmt en kan ontploffen.

Samsung heeft een zo dun mogelijke smartphone willen aanbieden zonder aan autonomie in te boeten. Hierdoor is de scheiding tussen de elektrolyten in de batterij erg dun. Bij de minste samendrukking van de batterij zal de scheiding niet langer naar behoren functioneren en kan de accu ontploffen.

Zwellen

De druk op de accu kan al fataal toenemen doordat je gaat zitten met een Note 7 in je broekzak. Door het agressieve design van het toestel dient er echter geen externe druk op de accu worden uitgeoefend. Wanneer batterijen worden opgeladen en ontladen, zorgt het chemische proces er immers voor dat lithium migreert en de accu opzwelt. Batterijingenieurs gebruiken daarom als vuistregel dat een batterij minstens tien procent vrije ruimte nodig heeft. De batterij in de Note 7 is 5,2 millimeter dik en zou daarom 0,5 millimeter groeiruimte moeten hebben. Dit is echter niet het geval.

“Indien de Galaxy Note 7 niet was teruggeroepen voor ontploffende batterijen, zou de smartphone stilletjes aan uit elkaar worden geduwd door het zwellen van de batterij,” vermoedt Instrumental. “Een kleinere batterij met de standaard fabricatieparameters zou het probleem oplossen. Hierdoor zou de autonomie echter lager zijn dan bij de Note 5 en de iPhone 7 Plus.”

Innovatie

De smartphonemarkt is een erg competitieve wereld, waarin fabrikanten continu proberen grenzen te verleggen. De Note 7 werd wereldwijd geprezen als een goede en innoverende smartphone. Samsung kon deze innovatie echter enkel verwezenlijken door basisveiligheidsregels aan zijn laars te lappen.

In dit geval heeft Samsung een hoge prijs moeten betalen voor zijn poging tot innovatie. Dit probleem had echter net zo goed bij een andere fabrikant kunnen opduiken. Smartphones zijn de voorbije jaren steeds dunner, sneller en krachtiger geworden. Hierdoor is het moeilijk geworden voor smartphonemakers om nog grote innovaties te brengen naar hun toestellen. Hoogstwaarschijnlijk is Samsung niet de enige fabrikant die er de kantjes van af moet lopen om in het strijdgewoel overeind te blijven.