鉅大LARGE | 點擊量：1192次 | 2018年12月03日
手機鋰電池是時候尋找真正的技術了
消費級市場（筆記本、手機、MP3等）作為鋰離子電池（下稱鋰電池）最早的“東家”，為鋰電池的推廣做出了巨大的貢獻。今天，智能手機大行其道，電池再一次成為了制約智能手機發(fā)展的關鍵因素之一。
對于電池技術的描述，一般有質量比能量和體積比能量兩種說法：1質量比能量，就是單位質量下電池所攜帶的能量的多少，比如電動車、電動汽車市場對于電池的理解，多是以單位質量比能量去描述的。2體積比能量，一般指電池單位體積下所承載的能量值。目前主流手機電池的容量在2000~3500mAH，這樣的容量的電池，其質量往往只有幾十克，所以在移動消費級市場中，更關心的是電池的體積大小。
目前的科技發(fā)展來看，手機芯片可以輕輕松松的做的更小，就摩爾定律簡單來說，就是每隔幾年晶體管都會變得更小，讓芯片能夠容納更多，從而提高處理能力。但電池領域卻不是這樣。“在微處理器領域，一切都只為了把東西做得更小。但到了鋰離子電池，如果你想提高能量密度，換句話說就是增加手機的續(xù)航時間，那你就必須要從根本上改變電池里的材料?！边@當然不會是“那就換材料唄”那么簡單，因為內部材料組成的平衡哪怕有一點不對都可能會導致嚴重的問題。
三星GalaxyNote7的爆炸事件震驚了整個業(yè)界，這也讓人們在研究時變得更加小心翼翼，更重視每一步的測試。業(yè)內人士透露說此前許多廠商都開始抱有僥幸心理，想要強行推進電池能量密度的增長。三星電池事件是一個警醒，迫使所有人的節(jié)奏都慢了下來——當然了，注意安全肯定是一件好事。
回顧十年手機電池的發(fā)展，大概可以分為三個階段。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
第一個階段，鋰離子聚合物電池的興起。
傳統(tǒng)的鋰離子電池使用的是普通液態(tài)鋰電解質，但缺點是體積大，電能轉化率低。像老一代大塊頭摩托羅拉，電池大小就占手機厚度的二分之一，雖說那時候的手機待機兩三天也沒問題，但那時候的手機是1.4英寸的灰度屏幕,才96×65像素點。在2005年以后，聚合物電解質的鋰離子電池開始嶄露頭角。相對于之前的液態(tài)鋰離子電池來說，聚合物鋰離子電池除了在電化學特性上更有優(yōu)勢外，更重要的，是塑型更加靈活，能讓電池做的更薄，體積利用率更高。
第二個階段，手機電池的穩(wěn)定期。
2010年以前，尤其是2007年以前，鋰離子聚合物電池的興起讓手機電池容量有了長足的提高。但是隨著技術的成熟，電池比能量提高的速度開始減緩。更重要的是，隨著電池能量的加大，安全問題開始浮現(xiàn)在我們眼前。很多廠家開始著眼于提高電池的安全性指標，在電池的外殼防護上下了一些功夫。雖然不能提升電池的能量密度，但是在長期發(fā)展來看，還是必要的。因為能量密度增加，出現(xiàn)問題的損失也會越大。
第三個階段，手機電池的第二次能量密度提升。
到2013年以后，手機電池開始有一次的提升了能量密度。這里面有材料的原因，電池廠家通過改善工藝，提高了材料的壓實密度，或通過其他的手段，讓電池的容量有了進步。同時，繼iphone之后，市場上手機電池變得不可拆卸。通過電池和手機的“一體化”，省去了原來電池的硬殼保護，提升了電池的能量密度，或者根據(jù)電池結構，開發(fā)異型電池等。除此以外，更直接的一種方法，是提高電池的電壓。普遍的，通過將電壓平臺提高0.1V左右，提高電池的能量。目前，主流的手機電池能量密度保持在600Wh/L左右，有些廠家的產(chǎn)品會稍微高一些，比如小米手機，電池能量密度在620Wh/L以上，但受限于技術電池的能量密度也是有臨界點的。曾有報道說，當能量密度達到700Wh/L的時候，可能使電池的可充分循環(huán)壽命小于300次，爆炸的隱患大大增加。
第四個階段，手機電池的新探索
三星近日展示了最新型電池原型，不僅使可穿戴設備續(xù)航能力更強大，薄薄的，還能夠彎曲以配合人體輪廓，該電池厚度僅有3mm，三星表示該電池將應用于可穿戴設備上，包括VR設備、智能眼鏡、智能手表，手環(huán)、項鏈等等，它們還表示該電池的能量密度會比一般的電池更大。
作為全球領先的智能手機電池供應商，松下也發(fā)布了一種全新的柔性可彎曲鋰電池技術。這種電池由于厚度只有0.55毫米，這種電池可以進行反復的彎曲和扭曲，而在充電和放電性質上，沒有受到任何影響。松下表示，這種新的電池技術使用了最新的疊層技術，因此就算反復折疊和彎曲也不會引起泄漏或者溫度異常升高。因此在安全性上很有保障。該新產(chǎn)品的超薄特性可以使用在各種卡片或者曲面的可穿戴設備上。不過讓人遺憾的是，目前松下的這種電池技術最高而定容量只有60mAh而已，因此似乎無法被使用在智能手機上，但也給我們未來電池設計方面帶來不小的突破。
在國外美國加州大學的研究人員聲稱一種新的電池制造技術將使電池壽命比當前提升400倍。這一新技術利用了納米線材料可使電池充放電可到數(shù)千次，也使得電池結構很小，導電性更強。他們將黃金納米線封裝在氧化錳外殼中，并將其置入電解液。為了測試這一新發(fā)明，該團隊在3個月時間里進行了20萬次充放電循環(huán)，并未發(fā)現(xiàn)材料出現(xiàn)裂縫，或是電池容量下降。這一新發(fā)現(xiàn)將給電腦、家電、智能手機、汽車，甚至太空飛船中的電池帶來幫助，極大地延長這些設備中電池的壽命。
電池革新前進的每一小步，都是技術發(fā)展的一大步。然而人們等了那么多年，等來的提升和時間似乎并不相符。電池技術的真正突破，依舊是人們在追逐一個不可能的夢。
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