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10多年了，手机电池容量根本没有变化，究竟是什么限制电池的发展原创2021-07-09 12:04·海风环地球如今手机用到的是锂离子电池，最早由日本索尼公司于1992年研发，距今快有30年的历史了。智能手机的屏幕越来越大，高性能的CPU普及，手机的耗电量就越快。如今的锂电池技术，已经无法满足手机的耗电需求，续航能力越来越吃力，那么是什么原因限制了手机电池技术的发展呢？智能手机的发展也逃不脱木桶效应，电池技术如果得不到突破，那么智能手机的发展始终受到短板限制，目前锂离子电池存在哪些问题呢？此前有相关调研机构表示，电池的容量和寿命已成为消费者选择智能手机的首要因素，其中电池耗电快，爆炸和发热等问题让消费者最为头疼。用户对电池续航能力的依赖不断增加，但电池技术却停滞不前，手机电池深陷发展窘境。锂电池的使用寿命大概为3年，这是比较笼统的说法，因为锂电池的寿命是按次数算的，一般的锂电池使用次数在500次上下，这个次数不是说充电次数，而是指电池完全放电达到500次。所以要想维护好手机电池，手机快没电的时候要尽早给手机充电，当然有的时候出现手机用到自动关机的状态无法避免，所以一般三年左右，手机电池的寿命就走到了终点。其实3年的寿命并不短，现在的智能手机更新迭代速度快，一般的手机根本用不到3年。只要平时注意维护，在手机淘汰之前电池肯定不会坏掉，那么最让用户感到头疼的是，电池充电慢和耗电快的用电矛盾了。根本原因还是电池容量太小的缘故，不管厂家在新手机发布时说的手机电池有多管用，但实际上没有哪款智能手机，可以扛得住高强度使用一天的时间。而且现在都是手机和电池一体化了，手机没电只能停用充电，或者备用移动电源充电宝。所以高频率充电和充电时间长，让用户的体验感极差，为了提高产物竞争力，各大厂商开始绞尽脑汁，研究手机的快充技术，比较流行的有高通QC、联发科PEP 、OPPO的VOOC以及华为的FCP等，只有苹果还在用老掉牙的超级慢充技术。虽然都是对手机电池快速充电，但原理不尽相同，这些五花八门的快充技术由各个厂家独立研发，每个品牌的手机需要对应的充电头，才可以进行快充。曾经一个充电头兼容所有手机充电的时代已经过去。这也是快充技术的一个弊端，有时候忘记带充电器了，估计都不好找充电的地方。目前的快充主要有两种解决方案：第一种为高压低流快充方案第二种为低压大电流快充方案此外还有一些特殊的快充方式，比如VIVO的双擎闪充，采用了双充电芯片并联充电的方式，其速度是普通充电方式的2倍。但是快充技术始终是“曲线救国”，根本没办法从根本上解决问题，而且充电频率过快，会降低电池的容量和寿命，形成一个恶性循环，快充过程中手机会发热发烫，严重影响手机电路的安全。那为什么不直接扩大电池的容量呢？目前的锂电池技术已经发展到了极限，在不增加体积的情况下，是没办法提高电池容量的。如果增加电池体积，手机的外形又会被改变，消费者又不会买账，所以追本溯源，手机电池的容量要想增加，还得从新材料新技术作为突破口。如今的锂电池是第三代手机电池，第一代手机电池叫做镍镉电池，它容量低并且有记忆效应，需要经常放电来维持容量，不然它的记忆功能会降低手机的充电量。镍镉电池里面的硌金属，对环境污染严重，电池容量小寿命短，是最低端的手机电池，后来被镍氢电池淘汰。第二代就是镍氢电池，规范叫法是“金属氢化物镍电池”。镍氢电池是由氢离子和金属镍合成，正极为镍负极为氢，电量储备比镍镉电池多30%，比镍镉电池更轻，使用寿命也更长，也没有记忆功能。因为不使用镉等有害元素，制造材料对环境污染很少，人们习惯称其为环保电池。镍氢电池的缺点是，价格比镍镉电池要贵许多，较锂离子电池重，性能比锂电池要差。那么第三代就是锂电池了，它可以分成两类，即锂金属电池和锂离子电池。唯一的区别就是锂离子电池不含金属形态的锂电，由于放电平稳缓慢最早应用于起搏器。但后来随着材料和制造工艺的突破，它被广泛应用到电子数码设备上。第一个“吃螃蟹”的是日本索尼，于1992年开发出可以商用的锂离子电池，不过一开始由于锂电池的成本太高，应用并不广泛，索尼也只是在自家产物上用到一部分。随着材料技术和制造工艺的提升，锂电池的成本下降性能大幅度提升，并且随着手机功能的开发耗电量也增强，对手机电池的容量也有了新的要求，所以锂电池在手机电池中占据了绝对统治地位。锂电池的出现，促进了手机的发展，手机各种各样的功能被开发出来。机身越来越小屏幕越做越大，现在的智能手机轻薄小巧，除了背面就是屏幕，连按键都被设计成了虚拟键，如果电池技术不革新的话，手机估计不会有这么多的变化。但是问题也随之而来，各种眼花缭乱的手机功能也增大了对电量的需求，手机的续航时间再次回到了一天一充，甚至是一天两充的水平。其实不是电池技术落后了，而是电池技术的发展跟不上手机的发展速度。所以电池容量成为了制约手机发展的主要因素。要想提升电池容量只有两个办法，第一个就是直接增加锂电池的体积，这条路肯定是行不通的，毕竟加大了电池体积，手机的外形就不能保证美观，现在没人愿意还拿着跟个砖头似的手机。所以这要求电池技术的研发方向应该向小体积、高容量发展，那么只能用新材料来制造新电池突破容量了。但是电池技术涉及到电化学储能方面的问题，和手机的芯片制造不是一个范畴。芯片的半导体行业可以随着制造工艺的不断提高来增大密度，从而提高芯片性能，同时还可以降低能耗，但是对于电池来说，要想找到可升级的材料，可没有那么简单。而且就算是找到了新材料，要正式投产使用，还面临诸多问题，比如安全性和成本，以及有没有污染性。这是一个漫长的过程，研发的厂家要源源不断地投入资金和时间，需要时间建立新的产业链，同时还要面对日益竞争激烈的手机市场。这也是近些年来一直有新电池技术即将面世的消息，但是始终没有真正推广上市的原因，手机电池依旧是锂电池时代。那么未来可能会出现哪些新的电池技术呢？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。石墨烯本身是一种非常理想的导体材料，强度和柔韧性极佳，能大幅度提升手机电池的续航能力，也能把充电时间缩短到几分钟，同时石墨烯聚合材料电池的重量仅为锂电池的50%，成本也更低。而最近一则新闻报道，浙江大学的科研团队在石墨烯电池的基础上，研发出了铝石墨烯超级电池，实验显示仅需1.1秒即可完成充电。并且这款电池拥有超高的耐用性和安全性，可以循环放电25万次，比电容量保持91%，由于是韧性材料，既不怕折叠弯曲也不怕遇到高温会爆炸。从目前来看，石墨烯电池是手机电池容量的最佳突破口，但是为何迟迟不能推广呢？前面讲到，电池技术不光是研发出来就行，还需要降低成本和量产化。如果生产一个电池就需要成千上万元，那就没有任何意义可言了。石墨烯电池目前正处于实验阶段，量产的制造技术无法突破之前，是没有办法被手机厂商大规模应用的，所以手机想要达到“充电一分钟，游戏一整天”的目标，可能还需要等上一段时间。这就好像我国能够研发高性能的芯片，但是没有光刻机就没办法实现量产。如今的电池容量是全世界的发展瓶颈期，也是我国实现新技术弯道超车的最佳时机，希望我国科学家能够研发出新技术，量产石墨烯电池，或者研发出性能更优良的电池材料。在护栏安装前，施工人员先将桥梁基础进行清理和整平，确保基础坚实、平整，同时对基础部位进行加固处理。在护栏安装完成后，采用植筋胶、环氧砂浆等材料