鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1333次 | 2021年04月12日
手機(jī)硬件已進(jìn)入發(fā)展瓶頸,電池未來(lái)的技術(shù)將如何突破呢?
手機(jī)硬件性能的提升能為我們帶來(lái)更好的體驗(yàn),甚至有些地方已經(jīng)超過(guò)電腦等智能終端所帶來(lái)的影響。但不了解大家有沒(méi)有注意到,手機(jī)硬件的飛速提升,耗電也愈發(fā)猛烈,但手機(jī)電池技術(shù)似乎沒(méi)有跟上硬件飛速發(fā)展的腳步。
盡管手機(jī)性能提升雖好,但作為隨身攜帶的手機(jī),沒(méi)了電就等同于一塊磚頭,手機(jī)取代PC說(shuō)也成了空談。這樣看來(lái),扼住智能手機(jī)發(fā)展咽喉的,終究是電池。
針關(guān)于此,今后手機(jī)廠商如何應(yīng)對(duì)?未來(lái)手機(jī)電池技術(shù)將如何突破?下面不妨跟隨筆者一起來(lái)探討一番。
機(jī)身做薄更漂亮,還是為續(xù)航妥協(xié)?
在目前的手機(jī)市場(chǎng)上,假如你想買(mǎi)到外觀與性能續(xù)航二者兼得的智能手機(jī),幾乎是很困難的。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
目前鋰離子電池技術(shù)的限制使得廠商在外觀與續(xù)航上必須做出選擇,假如你想要續(xù)航更持久的手機(jī),就必須擴(kuò)大鋰離子電池容量,而電池容量的擴(kuò)大會(huì)使得鋰離子電池的體積增大,相應(yīng)的手機(jī)也會(huì)變大變厚,甚至影響單手持握。
縱觀目前的手機(jī)發(fā)展趨勢(shì),我們也可以看出手機(jī)廠商的選擇。
當(dāng)下熱門(mén)的無(wú)邊框、全面屏、屏內(nèi)指紋等設(shè)計(jì)顯然是為外觀而生,而反觀消費(fèi)者這邊,手機(jī)外觀也成為用戶選購(gòu)手機(jī)的第一選擇,更時(shí)尚更好看的外觀會(huì)吸引更多消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)。
當(dāng)然也有一大部分人寧愿要續(xù)航,因此也有一部分為續(xù)航妥協(xié)的機(jī)型,用以解決這部分的痛點(diǎn)。不過(guò),這些機(jī)型往往擁有磚頭似的厚重機(jī)身,隨身攜帶時(shí)也是一種累贅。
曲線救國(guó),快充技術(shù)盤(pán)點(diǎn)
標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
為了保障手機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行所要的電能,以及手機(jī)更薄更漂亮的市場(chǎng)需求,不少?gòu)S商都內(nèi)置容量盡可能大的電池,但電池容量的增大會(huì)導(dǎo)致手機(jī)充電時(shí)間的增多。因此,許多廠商們對(duì)充電技術(shù)絞盡了腦汁,曲線救國(guó)的快充方法也因此誕生。
目前比較流行的快充方法有高通QC、聯(lián)發(fā)科PEP、OPPOVOOC、華為FCP/Supercharge、USBPD等。
雖然同是對(duì)手機(jī)電池進(jìn)行快速充電,但原理不盡相同,家里堆滿手機(jī)充電頭已是司空見(jiàn)慣,每個(gè)品牌的手機(jī)要對(duì)應(yīng)的充電頭才能進(jìn)行快充,曾經(jīng)一個(gè)充電頭兼容所有手機(jī)快充的時(shí)代早已成為過(guò)去式。
眾所周知,P=UI(電功率=電壓X電流),提升充電效率無(wú)非是增大電流或者電壓。這些快充重要分為兩大解決方法,一為高壓低電流快充方法,二為低壓大電流快充方法。
采用第一種解決方法的常見(jiàn)有高通QuickCharge、聯(lián)發(fā)科PEP、華為FCP、USB-PD等等,而第二種則有OPPO的VOOC(5V/4A),一加的Dash閃充(5V/4A),魅族的mCharge(5V/5A)以及華為的SuperCharge(4.5V/5A、5V/4.5A)。
第一種高壓低電流快充是在充電過(guò)程中提升充電電壓(7-20V左右)來(lái)提升充電功率,無(wú)快充手機(jī)充電過(guò)程一般是先將220V電壓通過(guò)充電頭降至5V,手機(jī)內(nèi)部電路再把5V電壓降至4.2V然后把電量輸送給電池,整個(gè)降壓過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)熱能。
低壓高電流(左)與高壓低電流(右)快充發(fā)熱比較
第二種低壓高電流的快充是在電壓一定(4.5V-5V)的情況下,新增電流,一般使用并聯(lián)電路的方式進(jìn)行分流。在恒定電壓下,進(jìn)行并聯(lián)分流之后每個(gè)電路所分擔(dān)的壓力越小,在手機(jī)中也進(jìn)行同樣處理的話,這個(gè)每條電路所承受的壓力也就越小。
比如VOOC閃充通過(guò)新增充電線纜的線路數(shù)量/電池觸點(diǎn)的數(shù)量來(lái)增大電阻的橫截面積,降低阻值提高大電流的承載能力,而華為SuperCharge快充則讓充電器直接向手機(jī)輸出低電壓,防止機(jī)身內(nèi)部高壓到低壓轉(zhuǎn)換帶來(lái)的高發(fā)熱。
此外也有一些比較特殊的快充方式,比如vivo的雙擎閃充,其采用了雙充電芯片并聯(lián)充電的方式,是普通充電技術(shù)速度的2倍。
這些五花八門(mén)的快充技術(shù)都由廠商自己的研發(fā),實(shí)現(xiàn)快充的條件苛刻,手機(jī)、充電器、數(shù)據(jù)線一一對(duì)應(yīng),缺一不可。只不過(guò)談及蘋(píng)果,依然采用的是萬(wàn)年拖后腿的超級(jí)慢充(5V/1A)。
突破瓶頸:石墨烯電池、超級(jí)電池出現(xiàn)
各廠商曲線救國(guó)的快充方法治標(biāo)不治本,追溯本源,還是要電池發(fā)展有質(zhì)的飛躍才行。好在目前已經(jīng)出現(xiàn)勢(shì)頭,去年從MWC和CES上都嗅到了石墨烯電池的發(fā)展。
石墨烯電池是2004年開(kāi)發(fā)出的一種新能源電池,從誕生之初便備受關(guān)注,目前還被寄希望為電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)電池技術(shù)的突破口。
石墨烯本身是一種非常理想的導(dǎo)體材料,強(qiáng)韌和柔韌性最佳,能大幅提升手機(jī)電池的續(xù)航能力,也能把數(shù)小時(shí)的充電時(shí)間壓縮至短短幾分鐘,同時(shí)石墨烯聚合材料電池的重量?jī)H為傳統(tǒng)電池50%,成本將比鋰離子電池低77%。
而最近一則電視新聞報(bào)道稱(chēng),國(guó)內(nèi)的浙江大學(xué)在石墨烯電池的基礎(chǔ)上,研發(fā)出了鋁-石墨烯超級(jí)電池。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,快充充電1.1秒就能充滿電。
報(bào)道還稱(chēng)這種超級(jí)電池?fù)碛谐吣陀眯院桶踩?,其可?jīng)歷25萬(wàn)次循環(huán),比電容量保持91%。由于超級(jí)電池是柔性材料,折彎依然能夠保持容量,遇火也不會(huì)爆炸。
從目前來(lái)看,石墨烯電池與超級(jí)電池是最能夠突破智能手機(jī)瓶頸的電池,也是業(yè)界內(nèi)最接近商業(yè)化的產(chǎn)品。不過(guò)由于仍處于實(shí)驗(yàn)室階段,目前量產(chǎn)困難,下放到民用領(lǐng)域可能還要等等。
結(jié)論
隨著手機(jī)硬件與功能的增多,人們對(duì)手機(jī)電池的需求也日益新增。
智能手機(jī)的發(fā)展正如木桶,扼住智能手機(jī)發(fā)展咽喉的終究是電池。智能手機(jī)日后想要走的更遠(yuǎn),其中電池這一塊短板必須解決。這里也許可以期盼石墨烯電池與超級(jí)電池的更快商用,以及期待更優(yōu)良電池材料的出現(xiàn)。
不過(guò),智能手機(jī)的硬件提升看似雖好,但許多其實(shí)都只是廠商叫賣(mài)的噱頭??v觀整個(gè)行業(yè)的手機(jī),其中絕大部分關(guān)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)已經(jīng)處于性能過(guò)剩的狀態(tài),但多余的性能依舊會(huì)消耗電量。
應(yīng)該看到,這是由消費(fèi)者反驅(qū)動(dòng)廠商所造成的結(jié)果。因此在電池技術(shù)沒(méi)有突破的現(xiàn)在,希望眾多消費(fèi)者更加理智選購(gòu)硬件合適的手機(jī),這才是消費(fèi)者目前關(guān)于購(gòu)買(mǎi)手機(jī)應(yīng)當(dāng)保持的理性態(tài)度。充電器性能不良:因?yàn)槌潆娖鲗?dǎo)致電池出現(xiàn)問(wèn)題的情況應(yīng)該是最普遍的,很多情況下,用戶可能都不會(huì)很在意手機(jī)充電器的選擇,經(jīng)常隨手拿一款充電器進(jìn)行充電。這些充電器可能是街邊所售的廉價(jià)充電器,沒(méi)有完善的保護(hù)電路系統(tǒng),也可能是家用平板產(chǎn)品的充電器,其充電電流很可能會(huì)比較大,偶爾充電問(wèn)題不大,但假如長(zhǎng)時(shí)間使用,就很可能出現(xiàn)電池膨脹的情況。
尤其是一些用戶喜歡邊充邊玩,使手機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于一個(gè)較高的溫度環(huán)境下,高溫下持續(xù)浮充會(huì)導(dǎo)致電解液發(fā)生副反應(yīng),長(zhǎng)時(shí)間這么做,會(huì)嚴(yán)重影響電池壽命,膨脹的問(wèn)題也就很容易出現(xiàn)了。
3、手機(jī)長(zhǎng)時(shí)間不使用:假如手機(jī)長(zhǎng)時(shí)間不使用,電池也會(huì)出現(xiàn)膨脹的問(wèn)題,這是因?yàn)殚L(zhǎng)期儲(chǔ)存電池,電壓會(huì)降到2V以下,內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致鋰離子電池氣鼓,這也是很多朋友在拆解舊手機(jī)時(shí)普遍會(huì)發(fā)現(xiàn)手機(jī)電池鼓包的原因。所以假如要長(zhǎng)期存放電池,最靠譜的辦法是定期將其充電到半充狀態(tài)。
如何防范問(wèn)題出現(xiàn)
通常,我們使用的鋰離子電池有鋰離子聚合物和鋰離子電池兩種,前者沒(méi)有電解液,出問(wèn)題是先膨脹,脹破外殼才會(huì)起火,不會(huì)突然爆炸,有一定預(yù)警性,相對(duì)安全一點(diǎn)。我們?cè)诳梢赃x擇的情況下,盡量購(gòu)買(mǎi)這種電池。
關(guān)于用戶來(lái)說(shuō),日常充電最好使用手機(jī)直接充電(即使電池可拆卸),并且采用原裝充電器進(jìn)行充電。盡量防止用第三方充電器,或者萬(wàn)能充(對(duì)可拆卸電池來(lái)說(shuō))。不要圖便宜購(gòu)買(mǎi)第三方兼容電池(電池可拆卸),手機(jī)充電時(shí)盡量不要玩大型游戲或運(yùn)行易使手機(jī)發(fā)熱的程序。
遇到手機(jī)突然嚴(yán)重發(fā)熱且熱源為電池的情況,立即將手機(jī)遠(yuǎn)離身體,防止身體傷害。鋰離子電池目前還沒(méi)有辦法能保證100%安全,所有使用鋰離子電池的設(shè)備都可能起火燃燒爆炸,我們能做的是盡可能減小這種概率。