手机电池这件事一直很耐人寻味，电池技术的发展已经不是一天两天，为什么电池却一直没有什么大的突破呢。 文：单人旁，图：网络 近日，据外媒 CNET 的消息，三星正在研究锂离子电池的替代品。据 Twitter 爆料大神 Evan Blass 称，三星有望在 2020-2021 年间推出至少一款配备石墨烯电池的手机。其实，这已经不是第一次有消息称手机电池将会有革命性进步，早在 2015 年就有这种类似的传闻。三星也并未官方回复，所以消息真伪我们无从得知。但是手机电池这件事，却一直很耐人寻味，电池技术的发展已经不是一天两天，为什么电池却一直没有什么大的突破呢。 电池技术一直是制约手机、笔记本等电子设备甚至新能源汽车发展的主要因素。尤其在智能手机完成了从硬件、软件到设计等一系列跨越式发展的背景下，电池已成为“吐槽”最多的部件之一。身边很多朋友都被电池搞得挺严重的，电量不是 100% 的话，他们就神经绷紧，一定要去找根线插上。 在功能机时代，手机的满电续航时间通常都在2-3 天甚至更长也不稀奇，但到了大屏智能机时代，手机的续航水平却一下子降到了一天，甚至还不到。为什么电池的发展就不适用摩尔定律？为什么减小体积，增大容量对电池来说就那么难？电池的发展究竟经历了怎样的历程？ 发展 上世纪 80 年代，世界上第一款真正意义的手机摩托罗拉 DynaTAC8000X 上市。这款大哥大，重达 2 傍（907g），售价达到了 3995 美元！约合 25261 人民币！这款手机笔者没用过，更是连见都没见过，只知道谁能用上大哥大谁就是村里最靓的仔。 那么它的电池呢？瑞典的瓦尔德·马琼格尔在 1899 年发明出了世界上第一块镍镉电池（Nickel-cadmium battery，通常简称 NiCd，读作「nye-cad」），这种电池以氢氧化镍（NiOH）及金属镉（Cd）作为产生电能的化学品。通过一系列的改进，这款电池被配置在了 DynaTAC8000X 上。
来，咱凑近点看看他的电池长啥样。
作为世界第一款手机，现在手机的老祖宗，要求不能太苛刻。六枚圆柱电池被胶带捆绑，组成一套输出电压为 7.5V 的电池组。相比如今普遍 3.8V 的电池电压来说，功耗要高出不少。你一定想说，功耗高出这么多，它的性能一定十分喜人吧。嗯，是的，它真正做到了通话 20 多分钟，充电 10 小时。 大哥大除了续航时间短，充电时间长之外，镍铬电池的记忆效应也十分严重，用户不能像现在手机这样想啥时候充电就啥时候充，必须要用完电池所有电量，不然电池容量长此以往会逐渐缩水。而当时设计师们则着改进内部空间，以让电池所占用的体积更小，并且通过采用新的技术优化电路，降低功耗，从而在不断革新中降低了手机的体积。虽然当时一直为人所诟病，但用户也没得选择，你爱用不用。
但是哪里有压迫哪里就有反抗，到了 90 年代，半导体电路技术的飞跃发展，导致手机设计越来越小，可以说那时候，哪家厂商的手机越小，那它就是爆款。但唯独电池的体积，却并不能像整机那样成比例的缩小。 这难不倒想赚钱的手机厂商们，1990 年，能量转换装置公司（Ovonic Battery Co.）发明了镍氢电池这种电池技术成本并没有比镍铬电池增加多少，但电池容量却有了显著提升。并且相比镍铬电池，镍氢电池不仅更加环保，而且记忆效应也要好了很多，是非常理想的替代产品。 摩托罗拉成了第一个吃螃蟹的人，这款电池被用在了摩托罗拉 StarTAC 上，这款手机的电压也从传统的 7.5V 降到了 3.6V，并且更加小巧，手机外形也从大哥大跨越至洋气的翻盖风格，可谓摩托罗拉为改革者。
现状 90 年代末期，日本石化巨头朝日化学的一个研究小组采用了钴酸锂作为正极，石油焦炭作为负极，溶解有高氯酸锂的 PC 作为电解液组装出第一个电压接近 4V 的可充电电池，并且合理地选择了铝和铜分别作为正负极的集流体。索尼得知后，立刻花重金买了这项技术。几乎在交易达成的同时，索尼内部至少成立了六只技术攻关小组，采用类似赛马的机制进行技术开发。他们将负极材料从石油焦炭换成石墨，把电解液材料重新换成了被抛弃 20 年之久的 EC，最终完成了最后的突破。锂离子电池时代，终于到来。1990 年 2 月 14 日这一天，索尼正式对外发布了一款全新的锂离子可充电电池。
锂电池的出现，彻底解放了人们对手机的想象，也让手机的得以以各种天马行空的样式出现在人们眼前，各种眼花缭乱的手机功能也逐渐绽放。手机电池的形态一直在进化，并潜移默化的影响着手机的呈现方式，锂电池也一直沿用至今。还是那句话，一项技术的进步，必将带动其他产业共同发展，一人得道，鸡犬升天。
2007 年，苹果发布 iPhone，正面一块大屏，一个按键，一个听筒，就是你看到的全部。如此极简的设计引起不小轰动，也开创了智能机的时代，一直延续至今。然而，在智能机时代下，电池再次成为制约手机发展的瓶颈，因为手机的续航时间再次回到一天一充的水平。
电池的发展似乎又遇到了瓶颈期，没有新技术的出现来打破这种局面，那就只能继续在电池上面做文章了。 苹果用 iPhone X 告诉我们，一个锂离子电池解决不了的问题，那我们就用两个来解决。但根本问题在于电池依然占据绝大部分空间，手机的续航也并没有突出表现。
展望 诺基亚、摩托罗拉为代表的传统手机厂商在行业变革中失去了自身的位置，嵌入式的方形锂电池也失去了市场。2016 年在主要的应用领域手机市场，方形锂电池只剩下 18.6% 的份额，一半用于低端的智能手机，一半用在传统功能机上。软包电池近些年包括后几年，预计都将成为主流电池。 根据锂电联盟会 2017 年计数据显示，软包锂电池在 3C 领域的产量占比接近 70%，未来这一数字有望继续提升。
而近十年是手机电池容量发展速度非常快的时期，智能手机电池基本上做到了 100% 的能量密度提升，平均每年 7.2% 的增长率。手机电池能量密度有了一个巨大的飞跃，增幅大概为 40%。今后电池性能的提升趋势，一是提升容量，另一种则是采用新型电池。 快充电池 智能手机的普及增加手机的耗电量，加快了对快充技术的要求。目前行业普遍利用高压充电增大充电传输功率来减少充电时间，因此保证能量密度的情况下，提高锂电池对于快速充电的容受能力是技术发展的关键。 多电芯电池 目前解决手机耗电量逐渐增大的另一解决方案是多电芯电池，超长待机时间使得双电芯方案可能成为电池发展的下一个领域。多电芯电池的使用使得 Pack 厂大幅受益。电芯数量越多，需要的电池 Pack 及 BMS 技术越复杂，对 pack 厂商技术要求更高，因此，pack 环节上的附加值越高。 锂硅电池 2018 年 3 月，美国的两家科技企业 Sila Technologies 和 Angstron Materials 宣布开发出了一种新的锂硅电池技术，并宣称在未来几年内，这种新型电池技术能够落地生产，让手机、汽车、智能手表电池增加 30％ 甚至更多的电量。 大容量锂离子电池 2018 年 7 月，美国西北大学研究团队宣称研发出一种全新材料，可用于制造性能稳定的大容量锂离子电池，从而大幅提升智能手机、电动汽车等的续航时间，甚至可以延长到目前的两倍多。 固态电池 和锂电池不同，固态电池采用固态的电解质，因此锂电池电解液漏液的情况在固态电池身上根本就不会发生，这也就意味着后者的安全性会更高。 从近年来电池的发展可以预见，手机电池仍将按照环保、安全、耐用的趋势发展。我们目前身处在一个技术爆炸的时代，相信在不久的将来，手机将用上更轻薄、更安全、更耐用、更环保的电池，以应对未来手机担负的更多功能。 |
