許多朋友可能已經發現如今智能手機發展的 " 極端規律 ":處理器核心越來越多,而屏幕也越做越大。十核 CPU、8GB RAM、4K 分辨率,智能手機的硬件指標正在飛速狂飆。
的確,手機硬件性能的提升能為我們帶來更好的體驗,甚至有些地方已經超過電腦等智能終端所帶來的影響。但不知道大傢有沒有註意到,手機硬件的飛速提升,耗電也愈發猛烈,但手機電池技術似乎沒有跟上硬件飛速發展的腳步。
盡管手機性能提升雖好,但作為隨身攜帶的手機,沒瞭電就等同於一塊磚頭," 手機取代 PC 說 " 也成瞭空談。這樣看來,扼住智能手機發展咽喉的,終究是電池。
針對於此,今後手機廠商如何應對?未來手機電池技術將如何突破?下面不妨跟隨筆者一起來探討一番。
機身做薄更漂亮,還是為續航妥協?
在目前的手機市場上,如果你想買到外觀與性能續航二者兼得的智能手機,幾乎是很困難的。
目前鋰電池技術的限制使得廠商在外觀與續航上必須做出選擇,如果你想要續航更持久的手機,就必須擴大鋰電池容量,而電池容量的擴大會使得鋰電池的體積增大,相應的手機也會變大變厚,甚至影響單手持握。
縱觀目前的手機發展趨勢,我們也可以看出手機廠商的選擇。
當下熱門的無邊框、全面屏、屏內指紋等設計顯然是為外觀而生,而反觀消費者這邊,手機外觀也成為用戶選購手機的第一選擇,更時尚更好看的外觀會吸引更多消費者購買。
當然也有一大部分人寧願要續航,因此也有一部分為續航妥協的機型,用以解決這部分的痛點。不過,這些機型往往擁有磚頭似的厚重機身,隨身攜帶時也是一種累贅。
曲線救國,快充技術盤點
為瞭保障手機長時間運行所需要的電能,以及手機更薄更漂亮的市場需求,不少廠商都內置容量盡可能大的電池,但電池容量的增大會導致手機充電時間的增多。因此,許多廠商們對充電技術絞盡瞭腦汁,曲線救國的快充方案也因此誕生。
目前比較流行的快充方案有高通 QC、聯發科 PEP、OPPO VOOC、華為 FCP/Supercharge、USB PD 等。
雖然同是對手機電池進行快速充電,但原理不盡相同,傢裡堆滿手機充電頭已是司空見慣,每個品牌的手機需要對應的充電頭才能進行快充,曾經一個充電頭兼容所有手機快充的時代早已成為過去式。
眾所周知,P=UI(電功率 = 電壓 X 電流),提升充電效率無非是增大電流或者電壓。這些快充主要分為兩大解決方案,一為高壓低電流快充方案,二為低壓大電流快充方案。
采用第一種解決方案的常見有高通 QuickCharge、聯發科 PEP、華為 FCP、USB-PD 等等,而第二種則有 OPPO 的 VOOC(5V/4A),一加的 Dash 閃充(5V/4A),魅族的 mCharge(5V/5A)以及華為的 SuperCharge(4.5V/5A、5V/4.5A)。
第一種高壓低電流快充是在充電過程中提升充電電壓(7-20V 左右)來提升充電功率,無快充手機充電過程一般是先將 220V 電壓通過充電頭降至 5V,手機內部電路再把 5V 電壓降至 4.2V 然後把電量輸送給電池,整個降壓過程中會產生熱能。
低壓高電流(左)與高壓低電流(右)快充發熱對比
第二種低壓高電流的快充是在電壓一定(4.5V-5V)的情況下,增加電流,一般使用並聯電路的方式進行分流。在恒定電壓下,進行並聯分流之後每個電路所分擔的壓力越小,在手機中也進行同樣處理的話,這個每條電路所承受的壓力也就越小。
比如 VOOC 閃充通過增加充電線纜的線路數量 / 電池觸點的數量來增大電阻的橫截面積,降低阻值提高大電流的承載能力,而華為 SuperCharge 快充則讓充電器直接向手機輸出低電壓,避免機身內部 " 高壓到低壓 " 轉換帶來的高發熱。
此外也有一些比較特殊的快充方式,比如 vivo 的雙擎閃充,其采用瞭雙充電芯片並聯充電的方式,是普通充電技術速度的 2 倍。
這些五花八門的快充技術都由廠商自己的研發,實現快充的條件苛刻,手機、充電器、數據線一一對應,缺一不可。隻不過談及蘋果,依然采用的是萬年拖後腿的超級慢充(5V/1A)。
突破瓶頸:石墨烯電池、超級電池出現
各廠商曲線救國的快充方案治標不治本,追溯本源,還是要電池發展有質的飛躍才行。好在目前已經出現勢頭,去年從 MWC 和 CES 上都嗅到瞭石墨烯電池的發展。
石墨烯電池是 2004 年開發出的一種新能源電池,從誕生之初便備受關註,目前還被寄希望為電動汽車行業電池技術的突破口。
石墨烯本身是一種非常理想的導體材料,強韌和柔韌性極佳,能大幅提升手機電池的續航能力,也能把數小時的充電時間壓縮至短短幾分鐘,同時石墨烯聚合材料電池的重量僅為傳統電池 50%,成本將比鋰電池低 77%。
而最近一則電視新聞報道稱,國內的浙江大學在石墨烯電池的基礎上,研發出瞭鋁 - 石墨烯超級電池。實驗數據顯示,快充充電 1.1 秒就能充滿電。
報道還稱這種超級電池擁有超高耐用性和安全性,其可經歷 25 萬次循環,比電容量保持 91%。由於超級電池是柔性材料,折彎依然能夠保持容量,遇火也不會爆炸。
從目前來看,石墨烯電池與超級電池是最能夠突破智能手機瓶頸的電池,也是業界內最接近商業化的產品。不過由於仍處於實驗室階段,目前量產困難,下放到民用領域可能還需要等等。
結論
隨著手機硬件與功能的增多,人們對手機電池的需求也日益增加。
智能手機的發展正如木桶,扼住智能手機發展咽喉的終究是電池。智能手機日後想要走的更遠,其中電池這一塊短板必須解決。這裡也許可以期盼石墨烯電池與超級電池的更快商用,以及期待更優良電池材料的出現。
不過,智能手機的硬件提升看似雖好,但許多其實都隻是廠商叫賣的噱頭。縱觀整個行業的手機,其中絕大部分對於消費者來說已經處於性能過剩的狀態,但多餘的性能依舊會消耗電量。
應該看到,這是由消費者反驅動廠商所造成的結果。因此在電池技術沒有突破的現在,希望眾多消費者更加理智選購硬件合適的手機,這才是消費者目前對於購買手機應當保持的理性態度。