钜大LARGE | 点击量:1025次 | 2018年12月03日
电池又有新突破,量变引起质变?
随着智能手机近年来的普及,低头族、手机控以如今的眼光来看,早就不是新鲜词汇,现如今除了睡眠之外,手机也已经深深触及了我们日常生活中的大部分时间。但对于手机用户来说,“没电了”这个问题却已经上升到焦虑的层面,因此各种电池管理软件和电池保养方法也不断的大量出现。
续航真的是个老大难
当然了,你肯定要问有能让手机续航更久的方法吗?事实上,目前手机厂商一旦想要打出“续航”这张牌,基本上就代表这款机型要不就有超大容量的电池,要不就是软件优化+大电池兼而有之,总体上来说,想要有长续航就需要有大电池,否则只有一个小,再厉害的管理员也架不住花样繁多的消耗方式。
而在电池技术的研发方面,在世界范围内已经有大量的机构在进行研发,不过面对“能源”这一困扰着人类的大难题,想要取得突破性进展却并非易事。具体到数码产品上,体积小、容量大、寿命长、安全可靠都要兼而有之,这也就造成至今为止在电池领域上的不少突破并未被用于手机这类产品中。
不过最近传来了好消息,据《财富》杂志报道,一种由SilaTechnologies和AngstronMaterials联合开发的新的锂-硅电池技术,将在未来几年为手机、汽车和智能手表的电量增加许多。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
据介绍,新技术创新的核心在于阳极制造,新型锂硅电池的阳极主要用硅来制造。比起目前用石墨制造的电池阳极,硅阳极可以存储更多电量。而为了解决硅阳极脆弱的问题,他们将硅和石墨烯纳米粒子结合使得硅阳极更加耐用,并且在电量方面,与目前的锂离子电池想比,新技术电池存储的会增加20%至40%的存储量。
但是需要注意的是,这两家机构并未详细说明这款锂硅电池的具体测试环境。要知道在实验室条件下的测试情况和常态环境下的用户使用有着明显的区别,因此对于其能否达到平均30%的电量增幅,目前还是个未知数。
回溯手机电池的发展
从手机出现开始,电池一直就是其最主要的部件之一。最早被用于手机上的是镍电池,这种电池的特性用通话五分钟充电两小时来形容毫不为过,甚至还有记忆效应,即每次充电都需要把电放空再进行充电,否则会记忆当前电池容量,如此之多的缺陷,也就自然而然很快就被放弃。
随后,就是技术更先进的锂电池。在1991年正式商用的锂离子电池无疑是手机业界的里程碑,而其原理非常简单,就是正极、负极通过氧化还原反应,让带电的锂离子在电解液中来回穿梭,使得化学键放电。并且由于锂电池所具备的能量密度提升、安全性更强、污染更低、体积更小的优势,也使得其一直被沿用,直至2008年,锂聚合物电池也开始出现在人们的视野中,也将其优点进行了更进一步的增强。
不过在近十年来,电池的相关行业的从业者,几乎都对适合消费级市场的电池技术取得突破不抱过大的希望了。目前,业内也基本上都是在围绕电极材料下功夫,例如这次曝光的锂硅电池也是如此。而在此前,大名鼎鼎的磷酸铁锂电池也是如此,其容量体积比大、安全性更高、放电平滑等特性,也在我们熟知的魅族M8上被使用过,但是由于其低温下电池性质不稳定,也造成了冬天疯狂掉电的情况出现。
替代方案也有
由于长时间以来电池技术的发展出现瓶颈,因此也有不少厂商跳出传统思路用到了另外的路子,推出了快充和无线充电技术。
对于目前已经相当成熟的快充技术来说,分为高压低电流、低压高电流两种方案。其中,高通的QC2.0/3.0就是高压低电流的代表,不过因为高压快充能量转换效率非常低,同条件下充电电压越高,转换效率越低,发热量也就越大,这就带来了安全性问题,因此目前高压快充技术也已然触及天花板,如果继续提升效率的话,其效费比也实在是在不高。
而低压高电流方案,则是OPPO的VOOC闪充和高通最新的QC4.0为代表,其特点是适配器通过USB输送电流到手机时,输出端的电压跟手机内部电池电压基本保持一致,但是这种能量转换效率高的低压高电流方案,暂时还需要更大体积的适配器来支持,因此也导致了成本高且兼容性差的问题。
相比于以“充电五分钟,通话两小时”为代表的快充技术,目前无线充电还暂时只是高端旗舰的专属。尽管无线充电技术早在我们大规模使用的三相交流电之后十几年就已诞生,但对于无线充电领域的大规模商业化,则是在千禧年之后才开始。
至于为何无线充电没有成为爆款,主要也是由于目前手机上使用的无线充电,是通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流,从而将能量从传输端转移到接收端的原理,其中的关键点就是功率和效率,也就是能效问题。和18W、24的有线快充相比,充电功率仅为5W和7.5W的无线充电标准明显在效率上更低。
因此目前来看,与其期待电池技术上的突破,还不如等待快充和无线充电来另辟蹊径。毕竟相比如今而建立在近几十年来在物理和化学等基础科学大爆发背景下所实现的电池技术,快充和无线充电在技术方面则已经有了一定程度的积累,而未来在手机电池技术上,也一定将会是效费比迎来统一的结晶,但是这一情况,可能就需要大家耐心等待了。
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