Wenn sich ein Flaggschiff so spektakulär in Rauch auflöst, wie es Samsungs Galaxy Note7 getan hat, ist das Interesse an der Ursache natürlich hoch. Gleichzeitig musste Samsung aber Vertrauen schaffen, um nicht das nächste Gerät, also das Galaxy S8, in Mitleidenschaft zu ziehen. Heute Nacht hat Samsung in einer eigens anberaumten und fast einstündigen Pressekonferenz komplett blank gezogen und ungewohnt offen die Details zu den Ursachen des Note7-Debakels erklärt.
Eine derartige Offenheit Samsungs was interne Ermittlungen und Fehler im Herstellungsprozess und anderen Abläufen im Unternehmen angeht ist die absolute Ausnahme und zeigt umso mehr, wie sehr der Elektronikgigant Samsung Electronics die Angelegenheit abhaken möchte. Die rund einstündige Pressekonferenz ist leider nicht online abrufbar, war allerdings äußerst interessant, weshalb hier eine kurze Zusammenfassung folgt (mit einem Fazit am Ende).
DJ Koh über Samsungs Untersuchung
Der Präsident der Mobile-Sparte von Samsung Electronics, DJ Koh, führte zunächst in die Untersuchung Samsungs ein, indem er erklärte, dass 700 Ingenieure Samsungs in eigenen Testlaboren rund 200.000 Samsung Galaxy Note 7 und 30.000 Akkus untersuchten.
DJ Koh erklärte dabei (auf koreanisch, mit englischen Simultanübersetzer übertragen) zunächst, wie Samsung einzelne Teile des Galaxy Note7 darauf untersuchte, ob hier die Ursache liegen könnte. So teste man, ob Iris-Scanner, USB Type-C, Wireless Charging, Fast Charging, die Software oder die Herstellung oder der Transport die Ursache für ein Überhitzen des Galaxy Note7 gewesen sein könnten.
Die verschiedenen Komponenten waren ohne Befund, stattdessen zeigte sich recht schnell, dass die alleinige Ursache nur der Akku des Samsung Galaxy Note7 sein könnte. Aus diesem Grund ging auch Samsung hier nun ins Detail und erklärte, wie man hier das Problem lokalisierte.
Tausende Galaxy Note7 und Akkus wurden in sehenswerten Testlaborreihen Lade- und Entladevorgängen unterzogen, um das Akkufehlverhalten zu reproduzieren. Bevor DJ Koh dann die Ursache für das Überhitzen erklärte, gab er eine kurze Einführung in die Struktur eines LIthium-Ionen-Akkus. Alles nicht unbekannt, in der Detaildichte jedoch eher selten und von einem Hersteller selber auf dem Niveau eine absolute Ausnahme.
Der Aufbau zusammengefasst: Anode und Kathode werden durch eine Trennfolie (Separator) auseinander gehalten, das ganze in Lagen aufgerollt, die Jelly Rol. Aus dieser führen dann zwei Löt-Ösen (Tab) von Anode und Kathode, welche dann mit dem Gerät verbunden werden. Umhüllt wird die ganze Zelle von einer (Schutz-)Hülle (Pouch).
Samsung hatte für die Untersuchung zwei Fehler zu finden. Battery A waren dabei fehlerhafte Akkus, welche für den ersten Rückruf führten, Battery B wiederum solche, welche den zweiten und endgültigen Rückruf des Galaxy Note7 verursachten. Hergestellt wurden die Akkuzellen von unterschiedlichen Zulieferern. Für den ersten Rückruf zeichnete sich dann ursächlich, was bereits vermutet wurde: In einigen Galaxy Note7 war der Akku minimal zu groß, weshalb die Lagen der Zelle geknickt wurden und die Gefahr eines Kontaktes von Anode und Kathode mit einem resultierenden Kurzschluss höher war.
Der zweite Rückruf wurde in Battery B durch einen hiervon komplett zu trennenden, komplett anderen Fehler verursacht. Unsauber gearbeitete Lötstellen an der Anode waren hier die Ursache, diese hatten teilweise eine Höhe von über acht Mikrometern, weshalb diese die Trennfolie (Separator) perforieren und somit zu einem Kurzschluss führen konnten.
Abschließend stellte DJ Koh noch drei unabhängige Prüforganisationen vor, welche ebenfalls – unabhängig – die Usache des Note7-Debakels ermittelt haben: UL, Exponent und TÜV Rheinland.
Das Untersuchungsergebnis von UL
UL ist seit 1894 ein Unternehmen, welches Produkte und deren Herstellung auf sicherheitsrelevante Fehler überprüft. Insofern war hier eine detaillierte technische Darstellung zu erwarten. Tatsächlich ging man hier sehr ins Detail – sehenswert.
Sajeev Jesudas, President, Consumer Business Unit, UL, ging hierfür zunächst auf die Untersuchungen bezüglich des ersten Akkus ein. Die Hersteller der Akkuzellen, etwa Zulieferer ATL, wurden nicht namentlich genannt. Das Schadensbild für die ersten Akkus war deutlich: ein interner Kurzschluss (ISC) wurde in der rechten, oberen Ecke des Akkus hervorgerufen.
Im Detail wurden in einem zweiten Schritt durch CT-Scans kleinere Anomalien wie Verformungen oder Blasen innerhalb der Akkuzelle gefunden. Diese waren dabei in der rechten, oberen Ecke des Akkus stärker als auf der linken Seite.
Abschließend erläuterte UL das Ergebnis der eigenen Untersuchung: Bei der Produktion des Galaxy Note7 kam es zu einer Verformung des Akkus in den oberen Ecken. Außerdem nutzte Samsung, um eine hohe Energiedichte zu realisieren, eine dünne Trennfolie, was die Gefahr eines Kurzschlusses wegen einer geringeren Fehlertoleranz bei der Herstellung ebenfalls gesteigert haben könnte. Eine Kombination der Fehler führte dann wohl zu einem Kurzschluss von Aluminium- und Kuperfolien am Rande der Akkuzellen.
Auch die Akkuzellen des zweiten Zulieferers, welche letztendlich zu dem endgültigen Rückruf des Galaxy Note7 führten, untersuchte UL. Das Fehlerbild war hier über eine größere Fläche des Akku verteilt.
Verschiedene Quellen von Kurzschlüssen wurden lokalisiert, jedoch in der Nähe der Löt-Ösen innerhalb der Akkuzelle. Bei manchen Kathoden fehlte zudem eine Isolierfolie an der Kathode und es zeigten sich scharfe Kanten an den Lötstellen.
Der Fehler wurde dabei nicht durch Samsungs (Lade-)Zubehör verursacht, vielmehr zeigte ein 3D CT-Scan, dass sowohl Isolierfolien nicht vorhanden oder nicht genau genug eingearbeitet waren oder aber die Lötstellen der Konnektoren zu Anode und Kathode scharfe Überstände aufwiesen.
Das Untersuchungsergebnis von Exponent
Exponent, seit rund 50 Jahren ein Unternehmen zur Qualitätssicherung und Fehleranalyse bei Fertigungsstrukturen, präsentierte danach das eigene Untersuchungsergebnis.
Nach einer kurzen Einführung in den Aufbau des Akkus des Galaxy Note7 folgte direkt die Fehleranalyse anhand von entsprechenden Scans der Akkuzelle.
Auch hier zeigten die Scans, dass der Akku wie üblich aus mehreren Lagen, welche um die Elektroden gewickelt sind besteht. In deren Mitte sitzen die festgelöteten Elektroden.
Für die Akkuzellen des ersten Hersteller, welche für den ersten Rückruf ursächlich waren, zeigten sich auch hier erneut verfomte Lagen des Akkus als Fehlerquelle. Im Detail waren offenbar Beschädigungen der Lagen in der Nähe der Kathode die Ursache des Problems, hervorgerufen durch eine zu dicke Schutzhülle, welche die Lagen verformte. Hierdurch wurde entweder die Kupferschutzschicht um die LIthium-Ionen-Anode beschädigt, oder aber die Trennfolie zwischen Anode und Kathode.
Der Knackpunkt war nun, dass nach dieser Untersuchung die Akkuzellen des zweiten Herstellers völlig unproblematisch und unbedenklich erschienen.
Erst nachdem Exponent auch die zweiten Akkuzellen getestet hatte, traten dann jedoch im Herstellungsprozess der zweiten Akkuzellen ebenfalls – allerdings komplett andere – Fehler auf.
Laut Exponent waren die Lötstellen an der Anode mit einem Ultraschall-Verfahren unsauber gefertigt worden und zu dick. Teilweise so dick, dass die Trennfolie zwischen Anode und Kathode durchbrochen wurde, was dann zu einem Kurzschluss führte. Zudem wurden bei der Herstellung einige der Anoden nicht wie vorgesehen mit Isolierfolie geschützt, was die Fehlerquote abermals steigerte. Besonders bei Lade- und Entladevorgängen, da es hier zu minimalen Ausdehnungen der Elektroden kommt. Besonders bei hohen Ladekapazitäten war durch die Ausdehnung die Gefahr eines Kurzschlusses besonders hoch.
Die Untersuchungsergebnisse der TÜV Rheinland AG
Nachdem die Fehlerquelle eindeutig gefunden war, blieb es bei der TÜV Rheinland AG (mit übervollen Folien) festzustellen, das Samsung im sonstigen Unternehmensablauf, also Fertigung und Transport der Akkuzellen in andere Werke, Zusammenbau sowie Weitertransport des Galaxy Note7, keine weiteren Fehlerquellen für das Debakel gesetzt hat.
DJ Koh: Diese Schritte werden Fehler in Zukunft vermeiden
Nach der Fehleranalyse ging es für Samsung nun darum, Vertrauen zu schaffen und für die Zukunft Fehler auszuschließen. Hierfür setzte Samsung auf zwei Punkte: Zum einen schafft Samsung ein Expertengremium für Akkus bestehend aus Professoren von einigen der renommiertesten Universitäten. Cambridge, Berkeley und Stanfort sind hier vertreten.
Die Mitglieder des Battery Advisory Boards sind:
• Clare Grey, Ph.D., Professor of Chemistry, University of Cambridge
• Gerbrand Ceder, Ph.D., Professor of Materials Science and Engineering, UC Berkeley
• Yi Cui, Ph.D., Professor of Materials Science and Engineering, Stanford University
• Toru Amazutsumi, Ph.D., CEO, Amaz Techno-consultant
Darüber hinaus hat Samsung einen „8-Point Battery Safety Check“ ausgearbeitet. Ein solcher dürfte ähnlich häufig Standard sein, Samsung hat diesen nun allerdings offenkundig stark verfeinert und ausgeweitet.
Samsung kündigte zudem an, die Erkenntnisse der Untersuchungen beziehungsweise den „8-Point Battery Safety Check“ offen an andere Unternehmen zur Verfügung zu stellen, um hier der gesamten Industrie einen Sicherheitssprung zu bringen.
Bei Smartphones setzt Samsung in Zukunft auf ein mehrlagiges Sicherheitskonzept: Neue Standards für die Akkusicherheit, neue Anforderungen an das Hardware-Design sollen dem Akku und den Sicherheitsmaßnahmen Platz liefern und die Software alles überwachen.
Den Abschluss lieferte symbolträchtig die Aussage, dass Innovation und Qualität in Zukunft nicht mehr nebeneinander sondern zusammen erreicht werden sollen.
Das Fazit
Long Story short: Samsung erklärt die Ursachen in einem kurzen Video anschaulich. Die Pressekonferenz war absolut bemerkenswert: Samsung hat hier regelrecht blank gezogen. Eine derart detaillierte Fehleranalyse in einer einstündigen Pressekonferenz hatten wohl die wenigsten erwartet – sie wird dem Note7-Debakel aber gerecht. Was Samsung darüber hinaus angekündigt hat wirkt auf mich nicht wie öffentlichkeitswirksamer Aktionismus. Natürlich möchte man so schnell wie möglich das Vertrauen der Nutzer vor dem Galaxy S8 zurückgewinnen, die Pressekonferenz wirkte in ihrer Tiefe jedoch ehrlich. Das Battery Advisory Board ist natürlich ein Aushängeschild, man hatte aber auch den Eindruck, dass Samsung hier wirklich um Lösungen und Änderungen für die Zukunft bedacht war. Der Fehler ist gefunden, Samsung hat den Weg für das Samsung Galaxy S8 geebnet.
Videolink
Danke: androidnext