2015電池新突破 智能終端續(xù)航之殤拐點(diǎn)漸顯

    鋰電世界  在2009-2014年，整個(gè)市場(chǎng)被硬件軍備競賽所籠罩，廠商對(duì)于手機(jī)續(xù)航的優(yōu)化大部分是雷聲大雨點(diǎn)小。2014-2015年，手機(jī)硬件發(fā)展終于開始放慢腳步，與此同時(shí)，電池續(xù)航新技術(shù)逐漸成為市場(chǎng)關(guān)注焦點(diǎn)。

    那么，智能手機(jī)續(xù)航的痛點(diǎn)在2015年能否有所緩解呢?

    從開源節(jié)流4個(gè)方面看2015年智能手機(jī)續(xù)航技術(shù)發(fā)展

    其實(shí)智能手機(jī)續(xù)航痛點(diǎn)的解決之道很簡單：無非“開源節(jié)流”四個(gè)字。開源：增加固定電池容量或者更快、更方便的補(bǔ)充能量;節(jié)流：省著點(diǎn)用，能省則省。

    接下來，我們從(1)提升電池容量;(2)智能節(jié)電技術(shù);(3)快速充電技術(shù);(4)無線充電技術(shù)等4個(gè)方面依次分析：

    1、提升電池容量：2015年高能量密度鋰離子電池大行其道

    相比太陽能電池、鎂離子電池、超級(jí)電容等電池新材質(zhì)應(yīng)用而言，鋰離子電池的改進(jìn)技術(shù)，仍是當(dāng)下最為現(xiàn)實(shí)的解決方案。當(dāng)下電池的主流是聚合物鋰電池芯，以石墨作為負(fù)極，石墨碳負(fù)極電池的能量密度，達(dá)到600WH/L差不多已到極限，而將硅負(fù)極材料的引入來提升電池能量密度已是業(yè)界公認(rèn)的方向之一，即：硅碳代替石墨，將石墨負(fù)極電池變成硅基負(fù)極電池。

    目前一般手機(jī)廠商的電池能量密度大都在560-580WH/L左右，熱門機(jī)型中，小米note電池容量3000mAh，能量密度為676.5Wh/L;華為榮耀6Plus為3600mAh,電池能量密度595Wh/L。據(jù)悉，包括聯(lián)想、OPPO、中興等有多家手機(jī)廠家，在新的手機(jī)方案中測(cè)試美國安普瑞思公司650-720WH/L高密度的硅負(fù)極電池，如采用純硅負(fù)極材料能量密度有望達(dá)到900WH/L。業(yè)內(nèi)普遍判斷，2015年，基于硅負(fù)極材料的700WH/L高能量密度電池產(chǎn)品將實(shí)現(xiàn)規(guī)模商用。

    當(dāng)然，也不排除有更高能量密度電池的終端在2015年上半年上市。比如，據(jù)外媒iTWire報(bào)道，智能手機(jī)新軍藍(lán)魔數(shù)碼即將發(fā)布的新機(jī)將采用能量密度為800WH/L的“超級(jí)電池”，比現(xiàn)有的手機(jī)電池主流水準(zhǔn)(560Wh/L)提升40%，電池容量達(dá)18.4Wh(3.8V/4850mAh)，比主流智能手機(jī)電池容量(3.8V/3000mAh)提升約60%，同時(shí)在充電速度、安全性等方面有明顯提升。如后續(xù)產(chǎn)品上市后真如報(bào)道所言，藍(lán)魔手機(jī)將成為智能手機(jī)新的“能量王”，表現(xiàn)值得關(guān)注，可能引發(fā)新一輪電池能量密度軍備競賽!

    特別需要關(guān)注的是，除了能量密度外，安全、膨脹、循環(huán)等性能指標(biāo)也是高能量密度電池需要重點(diǎn)解決的問題。

    2、智能節(jié)電技術(shù)：廠商PK大舞臺(tái)，優(yōu)化無止境

    電池容量很重要，但相比較而言，智能節(jié)電優(yōu)化更是考驗(yàn)廠商功底的地方。

    在芯片層面，制程工藝與集成度的不斷提升帶來功耗的有效下降。28nm可以說是LTE手機(jī)能夠規(guī)模商用的基礎(chǔ)前提，就是因?yàn)楣に囘_(dá)不到28nm難以處理LTE高速數(shù)據(jù)速率處理。而在2015年，旗艦芯片的制程工藝將提升到20nm，16年導(dǎo)入16/14nm，制程工藝的提升將有效降低處理器功耗。同時(shí)，射頻/前端、基帶集成度的提升，也將降低芯片功耗。

    對(duì)于終端廠商而言，需要基于用戶使用模型預(yù)測(cè)與使用場(chǎng)景智能感知進(jìn)行智能節(jié)電優(yōu)化，至少需要在處理能力資源、網(wǎng)絡(luò)連接切換、屏幕點(diǎn)亮、APP連接等方面進(jìn)行優(yōu)化：

    基于上層需求的處理能力智能調(diào)度：例如，基于應(yīng)用層的性能需求進(jìn)行CPU處理能力(大小核)的智能調(diào)度;

    無線網(wǎng)絡(luò)連接的智能切換調(diào)度：基于無線網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測(cè)的3G/4G網(wǎng)絡(luò)切換優(yōu)化、空閑與業(yè)務(wù)態(tài)的快速切換處理、移動(dòng)數(shù)據(jù)連接與wiFi連接的智能切換等;

    屏幕點(diǎn)亮的智能控制：屏幕是手機(jī)耗電大戶，待機(jī)黑屏下的快速休眠機(jī)制、基于環(huán)境的自動(dòng)感應(yīng)與亮度調(diào)節(jié)等;

    應(yīng)用APP軟件的智能連接控制：優(yōu)化控制應(yīng)用軟件的心跳同步機(jī)制，避免在待機(jī)狀態(tài)下被喚醒頻繁建立無線連接等。

    言而總之，就是能省則省，智能節(jié)省!

    3、快速充電技術(shù)：容量不足快充補(bǔ)，2015年將成新品標(biāo)配

    從物理上講快充原理很簡單，在當(dāng)前電池材質(zhì)沒有革命性更新的前提下，快充的實(shí)現(xiàn)主要是通過提升電壓、提升電流或是兩者同時(shí)提升的方式。電池新技術(shù)發(fā)展緩慢，各廠家希望寄予快速充電技術(shù)的發(fā)展，減少充電時(shí)間，提高用戶體驗(yàn)，快充已經(jīng)成為現(xiàn)階段手機(jī)市場(chǎng)的又一熱點(diǎn)。

    終端廠商、芯片廠商、適配器廠商等紛紛推出“快充”解決方案。在“快充”方案鏈上，主要涉及適配器、充電IC、芯片平臺(tái)以及快充協(xié)議。

    在芯片廠商解決方案中，高通的QuickCharge快充方案生態(tài)系統(tǒng)最為成熟，已經(jīng)發(fā)展到QuickCharge2.0，有兩種規(guī)格：ClassA(5/9/12V)與ClassB(5/9/12/20V)。芯片方面，高通全系列芯片支持;終端廠商方面，三星,小米,HTC,Sony,Motorola,Google,Sharp等支持;多家AC/DC,DC/DC與USB芯片商推出QC2.0解決方案，其中包括Dialog(收購Iwatt)、PowerIntegration等。除了高通，還有MTK的PumpExpress、TI的MaxCharge、FairChild的ACCP(AdaptiveChargerCommunicationProtocol)等快充協(xié)議及方案。

    在終端廠商解決方案中，OPPO的VOOC閃充最具代表性，現(xiàn)已發(fā)展到2.0版。VOOC采用降低電壓增大電流的充電方式，將充電控制電路從手機(jī)側(cè)移到適配器側(cè)，同時(shí)需要一系列采用專門定制的配件配合，包括適配器(新增充電控制電路+智能MCU控制)、電池(定制8觸點(diǎn))、數(shù)據(jù)線、電路、接口(7pin)等。

    在快速充電體驗(yàn)方面，終端廠商目前的期望基本上是10分鐘完成30%充電，30分鐘完成70%充電。
 
    綜上可見，當(dāng)前快充生態(tài)鏈處于百花齊放階段，在標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議、配件支持等方面兼容性差。但不管如何，在2015年，終端廠商的新產(chǎn)品支持快充幾成標(biāo)配。支持快充、比拼充電速度，將成為2015年廠商的一大重點(diǎn)關(guān)注點(diǎn)。

    這里提個(gè)醒兒：過度提升輸出電壓，勢(shì)必帶來更高風(fēng)險(xiǎn)的安全隱患，所以，快充，別一味追求快，安全才是第一位!

    4、無線充電：從三足鼎立到兩大陣營，終端兼容多標(biāo)準(zhǔn)有望帶動(dòng)加速發(fā)展

    無線充電技術(shù)已經(jīng)炒作多年，但由于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的混亂不統(tǒng)一，無線充電效率低、充電體驗(yàn)差、充電環(huán)境匱乏等多方面原因，一直進(jìn)展緩慢。2015年隨著無線充電技術(shù)從標(biāo)準(zhǔn)融合、技術(shù)升級(jí)、產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)等方面都出現(xiàn)了積極變化，有望呈現(xiàn)加速發(fā)展態(tài)勢(shì)。

    2015年1月，無線充電三大聯(lián)盟中的A4WP與PMA宣布合并，融合后計(jì)劃創(chuàng)立的新標(biāo)準(zhǔn)將兼有PMA的感應(yīng)充電和A4WP的共振充電特性。A4WP由高通、三星等公司在2012年成立，近年來積極構(gòu)建無線充電生態(tài)系統(tǒng)，力推電磁共振充電技術(shù)為下一代無線充電標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，除了與芯片商、充電模組廠、終端廠商品牌廠商合作外，積極與連鎖餐飲、飯店、旅館、醫(yī)院等公私營場(chǎng)所經(jīng)營者加大合作力度。PMA主推的無線充電板充電已在美國星巴克咖啡店商用，與PMA合并后，A4WP的產(chǎn)業(yè)支持力量已經(jīng)與WPC相抗衡。在2015年CES展上，A4WP充分展示了其在無線充電生態(tài)構(gòu)建的成果，大有超越WPC之勢(shì)。

    WPC是最早的無線充電陣營，主推的Qi標(biāo)準(zhǔn)是“電磁感應(yīng)技術(shù)”，現(xiàn)處于市場(chǎng)相對(duì)領(lǐng)先地位。雖同為在充電板上接觸時(shí)充電但與PMA充電板并不兼容。目前WPC低功率標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)趨于成熟，認(rèn)證設(shè)備完善。WPC無線充電技術(shù)上現(xiàn)在面臨的問題是充電電流太低，無法適應(yīng)當(dāng)前大電池快速充電的需求：WPC1.1協(xié)議規(guī)定充電功率為5W，在滿足Qi認(rèn)證下，充電電流不應(yīng)超過5V/1A，才能與市場(chǎng)上認(rèn)證的發(fā)射端兼容。

    值得關(guān)注的是WPCQi標(biāo)準(zhǔn)的1.1版本中，在感應(yīng)充電技術(shù)的基礎(chǔ)上也加入了電磁共振充電技術(shù)。由此可見，兩大陣營雖然在技術(shù)上仍有較大差異，但都走向了同時(shí)兼容感應(yīng)充電與共振充電技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)路線。未來，兩大陣營的無線充電技術(shù)將繼續(xù)在最大充電發(fā)射功率、充電效率、隔空充電距離、充電過程中的外物阻隔機(jī)制等安全性、待充終端識(shí)別、多模支持等方面展開競爭。

    由于兩大陣營在無線充電標(biāo)準(zhǔn)上難分伯仲，芯片廠商、終端廠商大多采取多方押注的方式。以至于，2015年的三星新旗艦S6/S6Edge同時(shí)支持三大主流充電標(biāo)準(zhǔn)，以提高用戶體驗(yàn)。隨著芯片、充電組件在同時(shí)支持三大標(biāo)準(zhǔn)上不再存在障礙，三星S6的做法有可能會(huì)被大量終端廠商所效仿，由此繞開標(biāo)準(zhǔn)之爭，真正進(jìn)入體驗(yàn)規(guī)模體驗(yàn)優(yōu)化階段。

    續(xù)航體驗(yàn)不會(huì)再惡化了!2015年是止跌回升的轉(zhuǎn)折年，也是市場(chǎng)Big機(jī)會(huì)!

    通過上述4項(xiàng)技術(shù)分析，我們有理由對(duì)2015年的智能手機(jī)續(xù)航表現(xiàn)有所期待。在接下來的2年里，高端市場(chǎng)的2K屏/4K屏的應(yīng)用將是現(xiàn)有手機(jī)耗電的最大增量，除此之外，手機(jī)硬件(耗電方)不會(huì)像前幾年繼續(xù)大躍進(jìn)，即手機(jī)對(duì)電池的消耗需求增長趨緩。從開源角度，而手機(jī)的續(xù)航技術(shù)有望取得突破，“高能量密度電池”+“智能節(jié)電技術(shù)”+“快速充電技術(shù)”+“無線充電技術(shù)”將是現(xiàn)實(shí)版的“四劍合璧”。要說就此告別充電寶，肯定為時(shí)過早，但從供需走勢(shì)看上智能手機(jī)的續(xù)航體驗(yàn)已到谷底了，我們有理由相信，2015-2016年將是手機(jī)續(xù)航體驗(yàn)的轉(zhuǎn)折之年!
  
    除了上述所講在手機(jī)電池的革新外，柔性電池與固態(tài)薄膜鋰電池的不斷成熟，將為可穿戴終端的發(fā)展帶來福音，或許Applewatch的電池之痛也不需要等到第三代了!