电子产品和电动车越智能的这个问题越急需解决

随着各大厂商的秋季发布会结束，一大波智能电子产品发布，小米MIX3、华为mate20、苹果的iPhoneXS、XR以及脱胎换骨的新一代iPadpro……可以发现，这些产品做的越来越智能，性能爆表，但背后的续航能力越来越令人担忧。此前，OFweek锂电网曾做过相关报道《MIX3故宫发布！电池续航能力有提升吗？》、《苹果新iPadPro脱胎换骨，但这点让人失望》，今天一起来看下其背后的隐患该有何解决方法。

自从1991年SONY公司率先实现锂离子电池商业化后，锂离子电池应用领域逐渐扩大，且性能不断提升。

回顾锂离子电池发展历史，可以发现，过去一直是消费电子引领着动力电池发展，特斯拉最初采用的18650，就是过去常用在3C产品上的电池。而近年来，随着全球绿色发展的呼声愈发强烈，主流国家对燃油车下达了限售的时间表，推动了新能源汽车高速发展，而动力电池的研发与生产也被加速，10年不到的时间就出了全球出货量第一的宁德时代这样独角兽，动力电池的风头盖过了消费电子产品，而动力电池上的优点未能嫁接到3C电池上。

有意思的是，在这个风口上，国内3C电池的巨头欣旺达都考虑进军动力电池领域。消费3C类电池一直是欣旺达实现营收增长的重要业务支撑。2017年，欣旺达手机用电池业务实现营收103．94亿元，笔记本电脑电池业务营收实现同比增长179．75％，智能硬件业务全面开展。据了解，欣旺达于2017年9月开始筹建的年产6GWh动力锂电池（含4GWh动力锂电池电芯）生产线项目一期工程，已经在近日正式投产，产品主打方型铝壳电池，兼顾圆柱和软包电池。欣旺达此前表示，随着电芯产量的增加，产品工艺等还将根据客户需求进一步优化。目前欣旺达已经可以生产210WH／kg高能量密度动力电芯，循环寿命可超2000次，其配套的十款乘用车也已顺利进入新能源汽车公告目录。

反观手机、电脑等电子产品的电池性能提升，仿佛被遗忘。

造成这种现象的原因是电子产品的电池已经满足了人们日常使用要求了吗？显然不是，长续航能力的手机和电脑无论对于商务人士、电子产品爱好者，还是日常使用的消费者来说都是很有必要的。

而随着人工智能的浪潮兴起，不管是消费电子还是电动车，这些终端产品都开始往智能化方向发展。各大厂商除了花巨资在芯片等高昂的元器件上绞尽脑汁地提高其智能化，还要重视而且要解决关键问题是终端产品的续航能力。

巨头们是如何提升产品续航能力的？

一直以来，苹果大部分产品线的电池续航能力广受诟病，比如iPhone，applewatch，AirPods等，这些也并没有引起苹果公司的真正重视，只是在软件功能上进行用电优化，硬件上的功能并没有更上。这种情况未来将得到改观。

据外媒报道，在今年10月初，戴乐格半导体公司和苹果达成6亿美元的交易，包括电源管理技术专利授权、部分资产转移以及300名研发工程师输送给苹果。戴乐格是是全球最大的电源管理芯片制造商，也是和苹果稳定合作多年的iPhone电源管理芯片供应商。

苹果公司将先支付3亿美元现金购买Dialog半导体公司的一部分。此外，苹果还承诺进一步投入3亿美元作为后续三年苹果采购Dialog产品的预付款，包括电源管理、充电电IC的开发和供应。

除了苹果以外，三星电子也在电池续航方面发力。近日，三星电子发布消息称，石墨烯电池正式投入使用已为期不远。相比锂电池，石墨烯电池安全性大大提高，同时散热性也会更好，不会因为温度升高而出现传统锂电池那样发热、发烫、起火的问题，而且12分钟就可以充满3000mAh以上容量的电池，快充、安全性、电池容量等方面都一并解决。

去年45％。此外，值得注意的是，尽管充电速度更快，但石墨烯电池的劣化程度往往更低。

现在，经过多年的发展，一位业内人士声称，三星的石墨烯电池基本上已经完成，甚至可能最早在明年进入商用设备。

一旦石墨烯电池的产量开始增加，其售价也可能比锂离子电池解决方案更便宜，并且也将更加环保。最后，对于像三星来说，也许其最好的优点是它们无法爆炸，这将避免出现GalaxyNote10很可能是首款搭载该电池的手机。

国内企业方面，不得不提的就是华为了。作为2017全球企业研发投入排行榜中，前50名中国企业唯一上榜的华为，在研发投入上可谓相当大手笔，连续五年研发费用超净利润且研发投入与净利润逐年增长，近来，华为也公布了他们自己的电池解决方案。

10月初，华为消费者业务集团向国家知识产权局申请了一项锂电池的发明专利，描述了业内首款专利锂硅电池，有望大大提高快速充电能力，并确保安全。

锂硅电池就是阳极由硅制造而成，比起传统用石墨做阳极的电池，它可以存储更多的电量。华为这项专利将实现相对现有锂电池30％－40％电量提升。据悉，新电池表面覆盖了3D氮掺杂碳涂层，这种涂层可以在相对较低的温度下合成，具有较高的导电性，从而实现超高速充电。

电池续航能力的正确提高方式

据了解，目前消费电子类应用的电芯体积能量密度达到了730W·h/L，正朝着750～800W·h/L发展，即质量能量密度为250～300W·h/kg，循环性在500～1000次。动力电池质量能量密度达到了240W·h/kg，体积能量密度达到了520～550W·h/L，将朝着600～700W·h/L发展，质量能量密度朝着300W·h/kg发展，循环性达到2000次以上。

当前电池的能量密度为何难以提高？其根本原因是电池背后的化学限制了电池的能量密度。电池的容量等于能量密度和电池体积的乘积，从公式中可以看出，在日常使用的电子电池体积不变甚至在减小的条件下，要提高电池续航能力增加电池容量，厂家也唯有从电池能量密度方面提高做文章。

各种能量载体的能量密度数据图

从图中可以看出，消费者日常使用的手机，平板等电子产品以及Tesla等新能源汽车使用的动力电池，都是能量密度在最左下角的锂离子电池。也许会有人看完后觉得目前采用的锂电池能量密度太低了，未来的电池技术大有可为。此外，从图上很容易发现，最适合担任能量载体的两种元素分别是碳、氢和碳氢化合物（图中的最右边），实际上就是我们生活中常见的汽油、柴油、煤油、天然气等燃料。目前汽车选择这些高能量载体作为能量来源，已经是自然中的较优解了。锂电池跟各种碳氢化合物相比，可以说是天生不足。但能源以及环保问题又对汽油、柴油、煤油、天然气等燃料的直接使用形成了后天约束。

因此，这也解释了为什么马斯克一度强怼氢燃料电池，但丰田坚持认为新能源汽车发展到最后用的一定是燃料电池。丰田认为新能源产业的正确发展历程应当是：混动－插电式混动－电动－燃料电池。

如果按照该发展历程来看，目前处于插电式混动和电动发展的阶段。从目前在可预期的时间内，氢燃料电池的普及为时尚早。因此，下一代电池仍是以锂为核心的电池。那么，未来的锂电池会往哪个方向发展呢？

在宁德时代的电池专家看来，当下电池技术正处于关键技术突破时期，2020年左右有望能研发出续航里程达到800~1000公里的非增程式电池，届时纯电动车有望获得全面普及。不过也有部分专家观点谨慎，认为至少要到2025年，部分电动车的价格才会比同级别燃油车便宜。

而在今年OFweek锂电网举办的多场锂电和新能源汽车的研讨会上，不少研究者企业家以及投资机构认为，相对于锂硫、富锂锰基电池以及石墨烯电池，全固态金属锂电池是最具潜力的替代现有高能量密度锂离子电池的候选技术，其能量密度有望是现有锂离子电池的2～5倍，循环性和服役寿命更长，倍率性能更高，并可能从本质上解决现有液态电解质锂离子电池的安全性问题。

值得一提的是，在5月21日举办的“OFweek2018（第二届）中国动力锂电池技术及应用研讨会”上，美国麻省固体能源公司(SolidEnergy)的创始人兼CEO胡启朝展示了其研发的能量密度可达500瓦时/千克的固态锂金属电池。他认为，从当下锂电池技术的发展趋势，从路线发展图来看，固态锂金属电池是追求能量密度的最优方案。

SolidEnergy的固态锂金属电池向人们证明了，未来的电池续航可以做得更轻薄、而且续航时间更长。其应用领域可覆盖特种，消费级无人机，智能手机，可穿戴设备，甚至搭载在电动汽车上使用。

全固态锂电池会是下一代电池能量密度的最优方案吗？从目前SolidEnergy的产品来看，的确是的，也许未来有更好的解决方案，但这需要一个集大众所长，共同商讨破解电池技术难题的平台，经过多年的耕耘和经验积累，OFweek锂电网为锂电行业人士量身打造了这个平台。

好消息是，OFweek一年一度高级别的峰会即将来袭——由OFweek中国高科技行业门户主办、OFweek锂电网承办的“OFweek2018中国新能源产业大会-动力电池峰会”将于2018年11月13日在深圳举办。

本次峰会将汇聚超过500位来自正极、负极、隔膜、电解液、电芯、PACK、设备、整机厂等锂电全产业链CEO，与学术界、研究所的专家一道，聚焦“动力电池市场发展及未来趋势”、“动力电池技术创新与应用”两大主题，从动力电池市场、发展、安全性研究、制造工艺及成本、技术创新与研发等多个角度进行深度探讨，分享和交流国内外最新研究成果及技术经验，旨在推进产业与技术的合作与发展。

此外，同期还将举行“维科杯”中国锂电行业年度评选，对锂电行业年度优秀企业进行表彰和颁奖！目前，入围榜单已公布，具体可查看《OFweek2018锂电行业年度评入围名单出炉》。更多详情咨询及报名参会，点击下方链接进入>>