Warum explodierte das Galaxy Note 7 wirklich?

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Samsung präsentiert einen Abschlussbericht
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Lange haben wir darauf gewartet, heute am 23. Januar war es endlich so weit: Samsung veröffentlichte den Abschlussbericht zur Galaxy Note 7 Misere mit dem explosiven Innenleben. Wie schon vermutet, wurde der Energiespeicher des Smartphones dabei als Hauptursache identifiziert. Doch es gab bei der Erstauflage und der Nachproduktion ganz unterschiedliche Gründe! Was genau dahinter steckt und was Samsung jetzt plant, um solche Probleme zukünftig zu vermeiden, erfährst du hier.

>> Alle Infos und Gerüchte zum Samsung Galaxy S8

Samsung steckte alle Kraft in die Brandursachenforschung

Von der Rückrufaktion des Smartphones waren weltweit 3,06 Millionen Geräte betroffen. Knapp 120.000 davon wurden noch nicht wieder von den Besitzern zurückgesendet. Das Note-7-Debakel verursachte nach Schätzung des Konzerns einen Verlust von mindestens 5,3 Milliarden Dollar. Das war natürlich ein herber Rückschlag, doch das Resultat dieses Rückschlages ist, dass das Unternehmen nicht aufgibt und die Ursachen explizit benennen kann.

Seit bekannt wurde, dass der Akku des Galaxy Note 7 für Probleme und gar Explosionen sorgte, stellte Samsung ein Experten-Team mit mehr als 700 Personen zusammen. Diese prüften mehr als 200.000 Geräte und noch einmal 30.000 Akkus. Dabei gelang es den Samsung-Mitarbeitern offenbar, sämtliche Fehler, die aufgetreten waren, nachzustellen. Erschreckend war, dass theoretisch jeder Akku betroffen gewesen sein könnte. Es waren nicht nur einzelne Geräte oder Chargen betroffen. Doch glücklicherweise hielt sich die Zahl der Vorfälle in Grenzen und man zog das Gerät schnell aus dem Verkehr. Untersuchungen wurden nicht nur von Seiten Samsung selbst angestellt, sondern auch durch drei unabhängige Prüfunternehmen: UL, Exponent und der TÜV Rheinland waren an den Forschungen beteiligt und kamen zu den gleichen Ergebnissen.

Ein aggressives Design rund um den Akku sorgte für die explosive Mischung

Note 7 Akku zu enge Abstände

Dieses hochauflösendes Bild zeigt die engen XY-Abstände zur Batterie. (Quelle: Instrumental)

Ingenieure des Werkzeugherstellers Instrumental machen das aggressive Design, welches Samsung für das Note 7 vorgegeben hat, für die Akkuprobleme verantwortlich. Denn Samsung hat den Akku einfach zu eng verbaut. Durch chemische Prozesse im Inneren des Akkus kommt es dazu, dass dieser beim Lade- sowie Entladevorgang anschwellen kann. Theoretisch hätten circa 10% der Dicke des Akkus als Puffer zur Verfügung stehen sollen, um die im natürlichen Bereich liegenden Schwankungen abzufedern. Doch bei Instrumental wurde herausgefunden, dass sowohl der Akku als auch der dafür vorgesehene Platz im Gehäuse 5,2 Millimeter hoch ist. Dies ist natürlich viel zu knapp, idealerweise hätte diese noch einen halben Millimeter Spielraum gehabt.

Ein Akku setzt sich aus einer positiv-geladenen Schicht aus Lithium-Kobaltoxid und einer negativ-geladenen Schicht aus Graphit zusammen. Zwei elektrolyt-getränkte Schichten aus Polymer trennen diese voneinander. Ionen und Energie können zwischen den positiven und negativen Schichten hin und her fließen, aber berühren können sich die Schichten nicht. Wenn dies doch passiert, geht die fließende Energie direkt in das Elektrolyt und erhitzt es. Infolgedessen fließt noch mehr Energie, was wiederum zu einer Explosion führt. Wenn der Akku einem Platzmangel ausgesetzt ist, geraten die Polymerschichten, die den Akku eigentlich schützen, ebenfalls unter Druck. Samsung arbeitete an dieser Stelle wohl mit sehr dünnen Trennschichten, um eine effiziente Batterie zu verbauen, die nicht weniger Kapazität als die des Vorgängermodells hat und auch mit der im iPhone 7 Plus mithalten kann.

Um das Risiko zu minimieren, baute Samsung einen eigenen Aluminiumrahmen um den Akku. Damit sollte vermieden werden, dass andere, möglicherweise scharfkantige, Teile im Inneren des Smartphones einen Schaden an der “Akkutasche” anrichten.

Zwei Ursachen warum das Galaxy Note 7 Feuer fing

Insgesamt gab es offenbar zwei schwerwiegende Problemfälle beim “Akkugate” von Samsung, die sich jedoch in ihrer Art stark unterscheiden. Bei der Erstauslieferung handelt es sich um “Hersteller A” (Samsung SDI) und beim zweiten Versuch nach der ersten Rückrufaktion um “Hersteller B” (ATL).

Die Energiespeicher aus der ersten Produktionsreihe, die offenbar von Samsungs eigener Akku-Sparte Samsung SDI hergestellt wurden, erwiesen sich als zu groß und schlampig verarbeitet. Denn durch die platzsparende Bauweise im Note7 wurden Bauteile zusammengedrückt, weshalb es zu Kurzschlüssen kommen konnte. Nach der ersten Rückrufaktion wurden Geräte mit SDI-Akkus nicht mehr verwendet.

Akkuproblem_1

Akkuproblem 1: Das Gehäuse des Akkus wurde zusammengedrückt, weshalb es im Inneren zu Kurzschlüssen kam. (Quelle: Samsung)

Die alternativen Akkus für die Austauschaktion kamen vom chinesischen Hersteller ATL und wiesen eher Probleme mechanischer Natur auf, die Qualitätsmängel besaßen. Es ist davon auszugehen, dass ein hoher Druck auf der Produktion lag, denn man wollte natürlich schnell Ersatzgeräte für die aufgebrachten Kunden liefern. Leider ging das auf Kosten der Qualität und so fehlte teilweise Isolierband sowie waren Schweiß- und Lötpunkte nicht exakt genug gesetzt.

Akkuproblem_2

Akkuproblem Nr. 2: Durchtrennte Isoliervorrichtungen, die dem Akku nicht ausreichend Schutz bieten konnten (Quelle: Samsung)

Suchst du noch schmerzlich nach einem Ersatz für das Galaxy Note 7? Wir haben bereits in einem früheren Beitrag die » Top 5 der besten Galaxy Note7 Alternativen ermittelt.

Der neue 8-Punkte-Plan soll zukünftige Fehler und Pannen vermeiden

Batteriecheck

Der neue 8-Punkte-Batterie-Sicherheitscheck von Samsung (Quelle: Samsung)

  1. Die Haltbarkeitsprüfung beginnt mit verbesserten Batterietests, einschließlich Überladungstests und extremen Temperaturbelastungstests.
  2. Bei der visuellen Inspektion wird jede Batterie nach der Richtlinie von standardisierten und objektiven Kriterien überprüft.
  3. Im Röntgentest wird durch einen Röntgenstrahl das Innere der Batterie nach möglichen Anomalien durchleuchtet.
  4. Die Batterien werden einem umfangreichen Lade- und Entladungstest unterzogen.
  5. Im TVOC Test wird geprüft, ob alle flüchtigen organischen Verbindungen funktionieren und es keine Lecks gibt.
  6. Bei der Demontageprüfung wird der Akku zerlegt, um dessen Qualität zu beurteilen, einschließlich der Verschweißung und Isolierung.
  7. Der beschleunigte Gebrauchstest simuliert quasi ein sehr intensives Nutzungsszenario von Nutzern über einen langen Zeitraum.
  8. Im OCV-Test wird jede Spannungsänderung während des gesamten Herstellungsprozesses, von Komponentenebene bis zum montierten Gerät, geprüft.

Fazit: Samsung hat aus Fehlern gelernt

Samsung setzt alles darauf, positiv in die Zukunft zu blicken. Die große Misere soll als Chance gesehen werden, die allgemeine Sicherheit von Akku-Batterien auf Basis von Lithium-Ionen für die gesamte Industrie zu stärken – nicht nur für das eigene Unternehmen. Samsung kann froh sein, dass sich die Fehler nur auf ein austauschbares Bauteil, nämlich den Akku, beschränkten. Mit Hard- und Software war sonst alles in Ordnung. Nach der intensiven Ursachenforschung und Veröffentlichung dieser Analyse hofft Samsung die Kunden beruhigen zu können, dass die Ursache gefunden ist und solche Fehler bei der Produktion nachfolgender Geräte strengstens vermieden wird. Potentielle Smartphone-Käufer sollen keine Angst vor ähnlichen Problemen beim bevorstehenden Flaggschiff-Modell » Galaxy S8 bekommen. Deshalb JA zu einem schicken Design, aber wir nehmen gerne einen Millimeter mehr in der Breite in Kauf, wenn dafür der Akku sicher ist, lange hält und Luft zum Atmen hat ;).

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Denkst du die zukünftigen Smartphones inklusive Akku sind explosionssicher? Würdest du immer noch ein Samsung Smartphone kaufen? Schreib mir deine Meinung als Kommentar im Blog :)

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