久困瓶颈急需技术突破 手机电池究竟怎么了 - 小众知识

久困瓶颈急需技术突破 手机电池究竟怎么了

2013年01月27日 14:18:05 苏内容
  标签: 电池/瓶颈
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作为手机必须要有的一部分,手机电池可以说见证了手机的全部发展历史,不过自从1992年由索尼发布锂离子电池,并且成功取代镍氢电池而一举革新了便携电子设备面貌之后,手机电池的发展就开始放缓随后更是逐渐进入了瓶颈期,尤其是近几年智能手机性能飞跃式的发展之后,久困瓶颈中且无法取得突破的手机电池技术也越发受人诟病,越来越多的人开始怀念那个手机2、3天充一次电的美妙日子。

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那么我们的手机电池现在究竟怎么了?甚至有些手机连一天也撑不过去,一天一充也成为了常态呢?可以说,自从1992年首款商用锂离子电池问世以来至今的10几年间,锂离子电池就再没有如当年取代镍氢电池那般具有革命意义的进步了,至少说在消费者的眼中来看,除了电池容量的提升之外,待机时间并未有过质的改变,甚至随着手机性能的几何级数增长,一直停滞不前的手机电池技术也越发捉襟见肘,从最早非智能机的3天左右待机降低到如今甚至1天都不到的表现,前提还是伴随电池容量提升所得到的,如此倒退的现象用令人发指来形容也毫不为过。

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在这样的情况之下,手机厂商并没有坐以待毙,而是另辟蹊径找了些简单粗暴的方法:

简单粗暴的解决办法,加大电池容量+大容量移动电源

目前主流手机电池容量多在1000-2000mAh之间,偶尔会出现配备2500mAh电池的手机。其实这样的配置是与电池电芯体积是成正比的,现如今的技术对于单位体积电池电芯容量的控制几乎达到了极限,在没有新技术的前提下,单纯增加电池容量的代价将是电池体积和成本的增加,这就对手机的设计提出了很高的要求。不过可惜的是,目前鱼与熊掌还不能完全兼顾,大电量和轻薄机身以及高性能眼下就是不可调和的矛盾体,拥有超过2000mAh电池的手机不是像三星i9220这样屏幕巨大的产品,就是像酷派D539等机身较厚的产品,既小巧轻薄,又有大容量电池的产品相信短时间内还很难被生产出来。

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酷派D539

目前电池的容量重量比已经达到了极限了,所以比较容易实现的手段就是合理的外形设计+增大电池重量。目前锂离子聚合物电池材料的重量容量比为150mA/g左右,这个不包含电池内部电路板、包装等重量,所以如果没有良好的工业设计,单纯增大电池容量将会让手机外形产生灾难性的后果。这正如在待机方面颇有心得的飞利浦在谈及先进的智能机待机短的问题时,他们也没有在电池技术方面有任何突破,而是在合理的外形设计以及系统优化方面下功夫,并没有特别好的根治“秘方”。

也就是说,目前的手机电池就好比一个装水的水缸,而电池容量就好像是水,想要多装水的话,那你就要在水缸体积上想办法了,要么增大水缸的容量,要么通过更好的外形设计让水缸又能多装水又能体积看起来不大,不过重量还是会随着容量的增加而增重,除非有密度更小的水问世(新的电池技术),不然目前的窘境还将依然存在而得不到缓解。

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另一个简单的解决办法当然就是移动电源了,虽然手机的待机时间不长,但是10000mAh多容量的移动电源也可以移动中帮你解决待机的问题,这也不失为一种解决办法。不过在同样的电池技术之下,电量越高移动电源的体积也随之越大,便携性能自然也随之下降,而容量较小的产品就还要面临容量不够用的情况发生,无法达到两全其美的状况。

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多个接口的移动电源

注释:目前的手机电池的三个主要组成部分构成,分别是电芯、胶壳以及保护板,其中电芯就是电池的灵魂,电池的容量多少就要看它了,如今的电芯分为A、B和C三个等级,其中A级为最好的,当然用料如何取决于生产商家。其次胶壳则是保护和固定电芯的,而保护板则是保护电池充放电的,劣质的电池爆炸多是因为没有配备保护板。质量好的电池和劣质电池往往有着近10倍的成本差价,所以市面上没有任何质量保证的山寨手机电池是十分危险的。

进步:看似很美的3300mAh

3300mAh的摩托罗拉XT910 MAXX是否是新技术呢?很遗憾的是,这样的大容量电池可能并非我们期待的新技术,它是通过合理设计电芯存放空间从而得来的高容量,不过它也因为高容量而被广大消费者质疑其安全性,毕竟此前2500mAh的容量才是业界普遍认可的手机电池安全容量,超过这个限度之后的3300mAh是不是真的可以那么安全稳定呢,这也只能让实际表现来为我们证明了。

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当然,作为一个具有国际影响力的大公司,摩托罗拉XT910 MAXX的电池也自然是通过了各种权威机构的检测才推出的,但是没有新技术作为强有力的后盾,这样的单纯提高电池容量的做法还是很容易给人一种底气不足的感觉。

未来怎么办?

其实科学家们并非放弃了对手机电池的研发,整天无所事事,而是已经有多种电池解决方案诞生,早前已经被大家讨论过的燃料电池的知名度最高,另外还有不少新技术正在研发之中,下面让我们来看看都有什么手机电池的新技术吧。

新型锂离子电池新技术

早在去年11月份,美国的科学家就已经完成新型的锂离子电池技术,它拥有10倍于现在锂离子电池的容量,但是充电时间却缩短到目前水平的十分之一,可以说是一箭双雕。此项新技术是引入了石墨烯,石墨烯是原子厚度的碳和硅层,石墨烯存在的缺陷使离子在电池里的移动速度更快,因此电池会储存更多能量,而且充电时间更短。采用这项新技术的电池的充电速度增快了10倍,这样的技术可以说是两全其美的技术。

燃料电池

燃料电池,顾名思义就是通过添加化学燃料来转换出电能来,而这种新技术也是最早被大家所知道的。据国外媒体报道,零售商Brookstone将于今年正式销售便携式的燃料电池,外形仅为普通打火机大小,通过添加丁烷燃料来供电。据经销商介绍,该燃料电池共可以为iPhone 4充电次数约10-14次,基本上可以满足用户大概两周的使用时间。至于大家比较关心的价格问题,目前并没有确切的价格,但是燃料大概仅需几美元。

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水燃料电池

瑞典的一家公司发明了一款新型水燃料手机电池,它的主要燃料就是普普通通的水,原理和常见的氢燃料电池类似,通过在氢燃料包上加水并产生化学反应的方式来产生电能,通过机身自然的USB接口就可以为数码产品进行充电了。预计这款电池的售价将达到100美元左右,使用起来十分的环保。不过这种电池并非真正放置于手机之内的电池,而是类似于移动电源,也是比较便于随身携带的。

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有机自由基电池

日本电气公司(NEC)多年来在研发一种称为"有机自由基电池"(ORB)的技术,其最新开发的这种电池厚度仅0.3毫米,可自由弯曲,每次充电约30秒。

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这种新型电池具有很高的能量密度,容量可达3毫安时、输出功率5千瓦/升。在完全充电后,其可以刷新屏幕2000次。在500次充电后,其还可保持75%的充放电能力。

总结

不过新技术在短期内尚无法达到普及的水平,现有电池技术还将在一段时间内被广泛应用,所以近期类似摩托罗拉XT910 MAXX增大电池容量的方案是比较可行的,不过我们还是期待新技术为我们的移动生活带来全新改变的一天。不过在资讯一些电池厂商之后发现,短时间内在手机电池方面想要可以用来大规模商用的新技术让然不大容易,所以大家还需要继续耐心的等待这一天的到来。

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