电池的革命
也许就在转瞬之间
技术困难重重
如果不考虑手机的体积,那么其实提高电池的容量并不是什么难题,只要把电池做得更大就行了,但毕竟手机的体积已经有了限制,增大电池体积存在着天花板,所以,打造一种比现有电池的能量密度更高的新电池,才是最终解决问题的关键。而这将涉及到一个全新的科学领域。
由英特尔(Intel)创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)提出的摩尔定律显示,当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍,也就是说,每一美元所能买到的电脑性能,将每隔18个月翻两倍以上。摩尔定律从提出至今在各个电子产品领域都一直被印证,但在电池行业却似乎从来没有起过作用,要想让电池提高容量,就必须提高能量密度,也就需要从根本上改变电池里的材料。
此外,作为一个物理和化学技术的综合体,电池本身在进行每一个改进的时候都会涉及到用户的安全,因此每向前迈进一步,都需要通过几年的测试,以保证一切稳定和安全。即使是发现了对于提升能量密度很有帮助的材料,也没有人能保证它真的一定能用。
投入的资金、人力和时间超过回报,这可能也是电池技术发展缓慢的原因之一。而前两年三星GalaxyNote7事件震惊了整个业界,对电池的研发速度变得更慢了。。
突破路在何方
在电池材料上想办法,难度可谓不小。例如最近几年有科学家发现,比起现在电池里的石墨,硅胶是一种更好的电池材料,它的能量密度是石墨的十倍,从理论上说,如果把石墨换成硅胶,就意味着电池的续航时间理论上可以变成现在的十倍。但是,如果电池里使用了硅胶,则意味着电池变成了一个很危险的爆炸物——当电池充放电的时候,石墨会膨胀和收缩大概10%的幅度,但硅胶的膨胀和收缩比例达到了300%。
事实上,我们现在常用的锂离子电池,相关研究成果于1980年首次发表在牛津大学,但是一直到上世纪九十年代之后,索尼才首次将这个技术商业化。现在,也有研究人员提出了一种被称为锂空气电池的解决方案,但是也需要至少等待10年甚至更久之后才有可能被投入商用。
权衡之计如何?
尽管电池技术短时间内没法突破,不过毕竟其他的技术也都在进步,例如芯片技术的10纳米工艺甚至7纳米工艺都已经排上了日程,OLED屏幕可以有效减少能耗。各种软件层面上的优化也都可以帮助手机减少耗电。另一方面,不少手机厂商已经开始另辟蹊径,电池技术太难改进,改进充电技术却没那么难。
目前,包括高通、MTK以及国内的OPPO系都开始推出了自己的快速充电技术,用快速充电的方式来缓解手机续航能力不足的问题。如今,全新的高通QC 4.0技术再次提升功率至28W,并且加入USB PD支持。取消了12V电压档,5V最大可输出5.6A,9V最大可输出3A,能在大约15分钟充入50%的电池电量; 联发科Pump Express+ 3.0快充技术目前可以在20分钟内给手机充上75%电量;手机厂商OPPO推出的Super VOOC技术可以在15分钟充满2500mAh。无论是手机厂商还是上游芯片厂商,大家在快速充电技术改革方面已经开始加快步伐。
后记
我们有理由相信,2017年,快速充电将会成为大多数手机产品的标配,从这个趋势来看,未来2年内甚至可以把充满手机电量的时间控制在10分钟以内,如果这样的技术能够出现,那么电池技术的突破也就会变得没那么重要了。
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