手機廠商攻堅電池技術 受限電池材料難創新

    鋰電世界  電池技術成為國內外手機廠商近期紛紛“攻城拔寨“的對象。近日，谷歌在I/O大會對電池優化進行更多的解釋，谷歌為這項技術起名為“Doze”，該技術可以更加智能的對電量進行控制。無獨有偶，三星日前舉行了技術電子研討會，當中公布了高能量密度手機的電池計劃。而國內廠商金立表示，將推出擁有雙電池的 M5 ，即使其中一個壞掉了也能正常運作。

    誠然，從2G到3G再到4G，從高清屏到如今的4K屏，從2G內存到4G甚至8G、64G。這些足跡都展現出手機前進的步伐。可是，當手機越來越先進，耗電越來越兇猛，憑借國內外廠商在電池技術上做文章來得是時候？有研究表明，電池越來越不夠用，是摩爾定律與電池技術的矛盾。這樣的矛盾該如何解決？

    廠商攻堅智能手機電池

    或許有人會感嘆智能手機的電池太不耐用；或許有人會煩惱智能手機的電池容量小；但你不得不驚呼智能手機的電池開啟了新一輪革命。近期關于國內外手機廠商攻堅手機電池的事件在業界引起持續發酵。

    5月26日，三星舉行了技術電子研討會，并且公布了高能量密度手機的電池計劃。據悉，三星的電芯會支持更高的能量密度和更快的充電速度，未來還將支持柔性電池，滿足不同電池形狀的需求。按照計劃，三星的電池在今年能實現700wh/L的能量密度，而第三季度將推出750wh/L，4.40V能量密度的電芯樣本；2017年提升電壓至4.5V，電池能量密度將會達到780wh/L。

    近日在谷歌互聯網開發大會上，谷歌對電池優化進行更多的解釋。谷歌為這項技術起名為“Doze”，該技術可以更加智能的對電量進行控制。谷歌稱，配備Doze的Nexus9將比普通Nexus續航能力提高一倍。除此以外，安卓設備將支持USB Type-C充電，谷歌表示，用戶可以使用安卓手機為別的設備充電，因為現在大家的安卓手機電量將更加充沛。

    而國內手機廠商也不甘示弱。此前金立曾在微博曝光新機M5的消息，這款手機主打長續航，機身內置兩塊電池，容量更是達到了史無前例6000毫安時，并且還支持快速充電以及反向充電，非常給力。據官方介紹，金立M5在滿電情況下，能做到四天不充電，這在智能機時代根本不敢想象。金立M5還支持快速充電，快充5分鐘可以維持2.5小時的通話時間所需電量。另外，金立M5具有OTG功能，Micro USB接口可以向外供電，讓手機瞬間變身成充電寶。

    手機電池遭遇三大瓶頸

    一直以來，電池的續航、不耐用等問題一直是業界在探討智能手機發展道路上的熱詞。知名IT咨詢服務公司德勤發布的最新行業趨勢預測顯示，手機電池續航能力將會是影響消費者選擇下一步手機的關鍵因素，但是就同等尺寸和電壓的鋰電池來說，2015年與2014年相比，不會有超過5％的單位電荷或毫安時（mAH）的改進。即單靠電池技術改進，續航能力僅可能提高5％。言外之意，當前智能手機電池的改進仍力度仍然很小。那么，當前手機電池面臨的瓶頸究竟有哪些？

    電池續航能力欠佳是首道坎。隨著智能手機的功能越來越全面，諸如遠程遙控，聽音樂，看電影，GPS導航等等成為人們日常生活中不可或缺的環節。可是，主流的智能手機續航水平大多都只是能滿足一天的使用需求，能夠滿足兩天以上使用量的手機少之又少。 有網友直呼，對電池容量比較大的手機感興趣。“現在出手機的商家，其本沒對電池有要求，只求手機高配，其實續航才是比較重要，手機好配置，可電池跟不上等于浪費。”市民董先生購買一部手機，使用4個月后，發現手機電池無法使用，撥打12315投訴電話。

    局限的快充模式。不可否認，快充的實現一定程度上解決用戶短期的續航問題。其主要是通過提升電壓、提升電流或是兩者同時提升的方式讓手機電池的生命力一下子頑強了好多。可是，試問，這樣的“換湯不換藥”的電池新技術發展依然是緩慢的，充其量只能解決一時的替代品。

    鋰電池原理限制，材料進步緩慢。我們看到，鋰電池在這十年間的技術進步的確很大，但缺乏革命性的改變。鋰電池與10年前沒有兩樣：結構沒有發生變化，主要配套材料基本沒有變化。尤其是正極材料還與10年前一樣，還是鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰這四種，材料進步緩慢也限制了電池技術的進一步發展。

    電池材料創新是關鍵

    智能手機電池續航耐力不足問題由來已久，隨著生產技術的提高以及消費者需求的增加，勢必對手機電池的要求也會相應提升，目前手機電池研發上面臨的形勢卻十分嚴峻。

   從去年11月份美國專利商標局公布了蘋果新獲得的兩項專利，這兩項專利為"便攜式計算設備的燃料電池系統"和"便攜式計算設備燃料電池系統耦合"來看，這兩項專利暗示蘋果可能正在研究使用燃料電池技術來解決其iPhone、iPad以及Macbook電腦等產品的續航問題。進一步來看，針對移動設備的電池技術創新嘗試正在繼續。

    此外，科學家也不斷發現新的電池材料，可讓電池本身續航力大增，其中又以石墨烯(graphene)最具代表性。石墨烯導電性比金屬銅佳，且重量輕、表面積大，是發展大容量電池理想材料，其同時又兼具強度與可撓性。

    但手機電池要取得進一步發展，關鍵是要掌握先進材料以及電池體系等核心知識產權。如果沒有合理的布局，扎實系統的基礎研究，手機電池的前進步伐恐停滯不前。當然，羅馬并非一日就建成的，新電池技術的成熟與普及顯然還需要很長一段要走。