智慧型手機續航,一直是大家頭疼的問題!想想現在每天都要給手機充電,有時候甚至還要充2-3次電,實在有點太煩了!
但是今年,榮耀推出的青海湖電池,華為P60 Art所帶來的矽碳負極大電池,以及剛剛發布的vivo X100系列採用的藍海電池,所呈現出來的手機電池技術,讓我們看到了重新回到功能機續航的希望!
從手機誕生以來,為了提升手機續航能力,廠商一直在努力中!縱觀手機形態的發展,其實就是一個手機電池的發展史!
大家都知道早期的「大哥大」體積很大,那為什麼這麼大呢?其實一部分原因就是電池的體積過大。
早期「大哥大」採用的是柱形的鎳鎘電池,雖然看著體積大,但是續航並不好,而且充電也賊慢!
據說,第一代的摩托羅拉「大哥大」,電量只夠打30分鐘左右電話,而且充一次電需要10個小時,著實有點超乎想像了!
而且「鎳鉻電池」有嚴重的記憶效應,什麼是記憶效應呢?
就是電池的容量與性能會受到之前充電歷史影響,必須完全將電池耗盡,才可以充電!如果電池沒用完直接充電,它就會以為就這些電池容量,剩下的就不充了。
再加上「鎳鉻電池」對環境也有污染,種種原因之下,「鎳鉻電池」退出了手機舞台!
後來研發出「鎳氫電池」,相比鎳鉻電池不僅更為環保、循環壽命長,而且能量密度高,這也讓電池可以做得輕薄一些,手機的體積也隨之減少。雖然依舊有記憶效應,但是沒有那麼嚴重了,前面幾次完全充電就可以了!
但是仿佛直至今天,好像還有人認為手機第一次使用要完全用完電,然後再充滿電,這個思想可以轉變過來了!
20世紀末,「鋰離子電池」開始登場,相比「鎳氫電池」能量密度更高,同時沒有了記憶效應!早期鋰電子電池成本比較高,伴隨著鋰電子電池的技術升級,成本大幅下降,與「鎳氫電池」的差距也越來越明顯,迅速成為手機電池的首選。
而鋰離子電池,也可以稱得上是手機電池革命性的里程碑!後來,又推出了更安全、可以做的更輕薄、更適合手機的鋰離子聚合物電池。直至今日,智慧型手機依舊採用的是鋰離子聚合物電池。
早期,鋰離子電池被用在功能機,那時手機的功能比較少,有時候用上3-5天不成問題!
但是智慧型手機的出現,讓手機可以實現的功能越來越多,電池續航也是越來越捉急。
「增大電池容量」顯然是提升續航最直接的方法,於是手機電池容量開始逐漸增大,伴隨而來的還有手機越來越厚,手機變得越來越大。
而手機的電池技術一直沒有迎來巨大的突破,於是手機廠商就換了個方向,選擇從「充電」的角度出發,手機的充電功率也是一路猛增,從10W到65W,甚至到現在的240W,但是並沒有根本性解決續航短的問題。
今年,終於有手機廠商將提升手機續航的方法,聚焦在根源之上——「提升手機電池容量」。
榮耀在今年發布的榮耀Magic 5 Pro,相比上代Magic4 Pro,在螢幕尺寸不變的情況下,手機電池容量足足增大850mAh,達到5450mAh,手機厚度反而還減少了,相比之前的電池升級可以說是取得了巨大的突破。
之所以能取得這麼大的進步,是由於榮耀Magic5 Pro的手機電池採用了「矽碳負極技術」!隨後華為發布的華為P60 Art也是採用了「矽碳負極技術」,實現了在相同體積下,讓手機電池容量增加了300mAh左右。
那「矽碳負極技術」為什麼可以讓手機電池容量增大呢?主要原因就是矽相比碳的能量密度更高,所能儲存的能量也就越高!
目前廣泛被採用的傳統石墨負極能量密度大約372mAh/g,而純矽負極材料的理論能量密度可達4200mAh/g,是石墨負極能量密度的10倍之多。
有人可能就要說了,那把石墨直接替換成矽,這樣不就可以大幅提升電池容量了嗎?
不可以!其中一個棘手的問題,就是矽負極在充放電時會膨脹變大,矽與鋰反應體積膨脹甚至可以達到300%!
而加碳包裹是解決矽負極膨脹的有效方法之一,所以就有了矽碳負極,同時也要控制好矽、碳的比例。還有多孔化設計、採用適當粘結劑等措施,也都可以防止矽顆粒的膨脹,不過具體怎麼做,就不是我們所要關心的了,這應該是工程師們需要解決的問題。
簡單來說,矽碳負極的出現,將讓我們的手機電池容量跨一大步!
但是國內首家採用「矽碳負極技術」的手機廠家,並不是榮耀!早在2019年,小米推出的小米MIX Alpha概念手機,便是用矽替代石墨充當電池的負極,但是由於並沒有推出市場,所以沒被更多的人所熟知。
而且在電動汽車領域,矽碳負極也是被行業所看好的賽道!
其中比較有代表性的,就是特斯拉在2020年舉辦的「特斯拉電池日」,所發布的「4680電池」,單電芯容量提升5倍,輸出功率提升6倍,其中一項關鍵性因素,就是採用了矽基負極。
除了特斯拉以外,寧德時代、國軒高科、星恆電源、比克、億緯鋰能等電池廠商,也將矽碳負極列為發展方向。有消息稱,今年就是矽基負極在動力電池領域放量的時間點,明年可能是矽基負極電池大規模量產的一年。
其實,目前市面上已有一些矽負極片電池技術的汽車,比如全球首台續航超1,000km的純電汽車廣汽埃安AION LX Plus,特斯拉Model 3所採用的電池就是採用矽碳負極。
未來電動汽車想要解決里程問題,電池技術的提升一定是首要問題,而這也會輻射到手機電池上,從而帶動手機電池容量的升級。
最近發布的vivo X100 Pro所採用的藍海電池,來自供應鏈的消息,就是由vivo和寧德新能源共同合作開發的,採用了碳元重組、雷射刻蝕、極片重塑等技術,相比上代Pro電池容量提升530mAh,官方宣稱可以充一次電用2天。
目前矽碳負極還是處在一個剛商用階段,幾年之後,伴隨著矽碳負極技術的成熟,也許我們的智慧型手機,真的可以像之前功能機一樣,使用3-5天再充一次電。