智能手机电池容量研发除了快速充电与无线充电外,是否遇瓶颈了?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-06
在目前的手机市场上,如果你想买到外观与性能续航二者兼得的智能手机,几乎是很困难的。

目前锂电池技术的限制使得厂商在外观与续航上必须做出选择,如果你想要续航更持久的手机,就必须扩大锂电池容量,而电池容量的扩大会使得锂电池的体积增大,相应的手机也会变大变厚,甚至影响单手持握。



纵观目前的手机发展趋势,我们也可以看出手机厂商的选择。

当下热门的无边框、全面屏、屏内指纹等设计显然是为外观而生,而反观消费者这边,手机外观也成为用户选购手机的第一选择,更 时尚 更好看的外观会吸引更多消费者购买。



当然也有一大部分人宁愿要续航,因此也有一部分为续航妥协的机型,用以解决这部分的痛点。不过,这些机型往往拥有砖头似的厚重机身,随身携带时也是一种累赘。

曲线救国,快充技术盘点

为了保障手机长时间运行所需要的电能,以及手机更薄更漂亮的市场需求,不少厂商都内置容量尽可能大的电池,但电池容量的增大会导致手机充电时间的增多。因此,许多厂商们对充电技术绞尽了脑汁,曲线救国的快充方案也因此诞生。



目前比较流行的快充方案有高通QC、联发科PEP、OPPO VOOC、华为FCP/Supercharge、USB PD等。

虽然同是对手机电池进行快速充电,但原理不尽相同,家里堆满手机充电头已是司空见惯,每个品牌的手机需要对应的充电头才能进行快充,曾经一个充电头兼容所有手机快充的时代早已成为过去式。



众所周知,P=UI(电功率=电压X电流),提升充电效率无非是增大电流或者电压。这些快充主要分为两大解决方案,一为高压低电流快充方案,二为低压大电流快充方案。

采用第一种解决方案的常见有高通QuickCharge、联发科PEP、华为FCP、USB-PD等等,而第二种则有OPPO的VOOC(5V/4A),一加的Dash闪充(5V/4A),魅族的mCharge(5V/5A)以及华为的SuperCharge(4.5V/5A、5V/4.5A)。



第一种高压低电流快充是在充电过程中提升充电电压(7-20V左右)来提升充电功率,无快充手机充电过程一般是先将220V电压通过充电头降至5V,手机内部电路再把5V电压降至4.2V然后把电量输送给电池,整个降压过程中会产生热能。



低压高电流(左)与高压低电流(右)快充发热对比

第二种低压高电流的快充是在电压一定(4.5V-5V)的情况下,增加电流,一般使用并联电路的方式进行分流。在恒定电压下,进行并联分流之后每个电路所分担的压力越小,在手机中也进行同样处理的话,这个每条电路所承受的压力也就越小。

比如VOOC闪充通过增加充电线缆的线路数量/电池触点的数量来增大电阻的横截面积,降低阻值提高大电流的承载能力,而华为SuperCharge快充则让充电器直接向手机输出低电压,避免机身内部“高压到低压”转换带来的高发热。



此外也有一些比较特殊的快充方式,比如vivo的双擎闪充,其采用了双充电芯片并联充电的方式,是普通充电技术速度的2倍。

这些五花八门的快充技术都由厂商自己的研发,实现快充的条件苛刻,手机、充电器、数据线一一对应,缺一不可。只不过谈及苹果,依然采用的是万年拖后腿的超级慢充(5V/1A)。

突破瓶颈:石墨烯电池、超级电池出现

各厂商曲线救国的快充方案治标不治本,追溯本源,还是要电池发展有质的飞跃才行。好在目前已经出现势头,去年从MWC和CES上都嗅到了石墨烯电池的发展。



石墨烯电池是2004年开发出的一种新能源电池,从诞生之初便备受关注,目前还被寄希望为电动 汽车 行业电池技术的突破口。

石墨烯本身是一种非常理想的导体材料,强韧和柔韧性极佳,能大幅提升手机电池的续航能力,也能把数小时的充电时间压缩至短短几分钟,同时石墨烯聚合材料电池的重量仅为传统电池50%,成本将比锂电池低77%。



而最近一则电视新闻报道称,国内的浙江大学在石墨烯电池的基础上,研发出了铝-石墨烯超级电池。实验数据显示,快充充电1.1秒就能充满电。

报道还称这种超级电池拥有超高耐用性和安全性,其可经历25万次循环,比电容量保持91%。由于超级电池是柔性材料,折弯依然能够保持容量,遇火也不会爆炸。



从目前来看,石墨烯电池与超级电池是最能够突破智能手机瓶颈的电池,也是业界内最接近商业化的产品。不过由于仍处于实验室阶段,目前量产困难,下放到民用领域可能还需要等等。

结论

随着手机硬件与功能的增多,人们对手机电池的需求也日益增加。

智能手机的发展正如木桶,扼住智能手机发展咽喉的终究是电池。智能手机日后想要走的更远,其中电池这一块短板必须解决。这里也许可以期盼石墨烯电池与超级电池的更快商用,以及期待更优良电池材料的出现。

目前手机锂电池的生产容量已经逼近锂电池的理论容量,单位体积内,手机锂电池的使用容量已经很难再得到更大的提升,所以,研发手机锂电池的快速充电技术,目的是为了让手机锂电池可以快速得到容量补充、让用户快速得到更长的手机使用续航时间。而手机无线充电技术,目的是为了让手机得到更方便、更可靠、更高端、更新潮的充电 ,毕竟无线充电的使用方式比有线接触充电的使用方式更加方便、更加可靠、更加高端、更加新潮。

可以说在很早之前就已经遇到了瓶颈,从手机的诞生至今,唯有电池这方面的升级最小,目前所有厂家解决手机续航的问题都是提升电池容量,加快手机的充电速度,但是难道真的没有更好的解决办法吗?有,当然有,就像上一位的回答一样,我们经常在网上可以看到有关石墨烯电池的新闻~描述的有多么好,但是最重要的手机毕竟是作为一个面向大众的商品,他的自身成本才是最重要的问题,如果成本以及安全性调控到位了,相信电池这方面的短板会很快就解决的

新能源发展瓶颈肯定是电池容量了,还有电极新材料运用,光有容量快充没用,最主要成本降到普通用户用的起,这就是瓶颈

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