资讯|新型锂电池问世？手机电池的发展究竟有多难！
2018/3/19 宁波中科院创客空间

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     智能手机给我们的生活带来了巨大的便利，对于现代人来说，绝对不能离手的东西大概就是手机了吧~

     现在智能手机换代迅速，外观和性能不断升级，而耗电速度也在不断加快，甚至有网友调侃“充电两小时，用电五分钟”。

    

     最近，Sila Technologies和Angstron Materials表示，他们开发出了一种新的锂硅电池技术，在未来短短几年内，它可以让手机、汽车、智能手表电池的电量增加30%甚至更多，这种电池很快就可以为生产做好准备了。

    

     这一新技术的核心在于“阳极制造”，目前的电池阳极都是用石墨制造的，新阳极采用硅制造，可以存储更多电量。但在实际运用中，硅阳极往往比较脆弱，或者寿命很短，难以推广使用。

     而Sila Technologies开发出一种原型产品，成功解决这些问题，它将硅与石墨纳米粒子融合，让产品变得更耐用。它们还表示，如果使用它们开发的新技术，电池存储的电量会比今天的锂离子电池高20-40%。

    

     诸如此类的技术突破声明其实有不少，人们的看法也不尽相同，有人期待，也有人对此感到怀疑，毕竟经常出现的所谓“突破性电池技术”，往往并没有那么大的突破。

     看看手机电池的发展历程，你就会发现手机电池技术突破其实没那么容易。

    

     80年代的大哥大

     上世纪80年代，世界上第一款真正意义的手机摩托罗拉DynaTAC 8000X上市。其电池仓内部设计极其简陋，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。它所采用的电池，正是在那个时代广泛采用的镍镉电池(Nickel-Cadmlum Battery)。

    

     然而这种镍镉电池的续航时间非常短，只能让手机保持通话二十多分钟，充满电却需要长达10小时，并且记忆效应也十分严重，无法让用户随用随充。

     但在那个年代，容量更高的锂电池和镍氢电池尚处于实验室阶段，科学家只能继续采用镍铬材料，但极力改进内部空间，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手机的体积。

    

     90年代定制电池

     到了90年代，为了适应用户对于小型化手机需求，手机厂商开始抛弃传统内含圆柱形镍铬电池的电池仓，转而采用定制小型化的镍铬电池包。

    

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     这类电池系统的设计电压依然为7.2V，但得益于改善的功耗控制，这种手机的待机时间可以达到12个小时，通话时间延长到了3个小时，但是充电时间仍需要近10小时。

    

     90年代，锂电池逐渐登上舞台

     同样是在90年代，不但出现了小巧的镍氢电池，更是出现了后来的电池霸主——锂电池。

     其实最开始，锂电池的发展并不顺利。索尼公司首先开发出的锂电池售价高昂，电量优势却不突出，只能在自家公司产品上小试手脚，并没有大规模推广。

     到了90年代末期，锂电池材料技术迎来了革新，伴随制造技术进步，容量与成本双双降低，再加上锂电池没有记忆效应的优点，逐渐获得越来越多手机厂商的青睐，并一直沿用至今。

    

    

     21世纪，智能手机

     进入21世纪手机形态不断发生变化，手机续航时间也不断变长，甚至可以一周一充。

     直到2007年苹果公司推出了IPhone，预示着智能手机时代的来临。而智能手机的大屏设计却非常耗电，电池也再次成为制约手机发展的瓶颈，手机的续航时间又回到一天一充的水平。手机厂商在不断寻求解决办法，但是受材料所限仍没有较大突破。

    

    

     在过去20年里，手机的供电材料几乎被锂离子电池统治着，但是相比屏幕，处理器等原件，电池的技术进步却并不明显。

     想要电池足够安全，又要具备足够多的能量以及极高的充放电循环次数，还要满足工业化的低成本生产.....这些要求比单纯提升晶体管工艺，增加屏幕尺寸要难的多。

     看来距离我们真正实现“充电五分钟，通话两小时”还是比较遥远的。

    

    

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