PhoneTalk No.19：百年飞跃，为何锂电池一蹶不振？

想必大家对于iPhone“降频门”还记忆犹新，此事件后，一时之间苹果被推向舆论风口浪尖，虽然苹果解释是为了防止意外关机等问题而进行降频处理，但不少用户依旧不满。近日苹果发布首个iOS 11.3开发者预览版，作为iOS的一次重大版本更新，11.3除了各项新特性之外，最为重要的是带来了苹果向外界承诺的重点功能：电池健康状态监控。看到这，不仅回想多年以前，手机电池出问题只需要更换一块电板即可。自苹果将手机电池做成不可拆卸以来，智能手机电池也在不断发生变化，本期的PhoneTalk就一起来说说手机电池发展的那些事儿。

 镍镉电池：“第一次充电需要12小时以上”

谈到手机，最先映入脑海的是体积巨大的“大哥大”，大哥大最早是美国摩托罗拉公司工程师在1973年发明，是手提电话的俗称。在手提电话初面世那几年，大哥大仅出现在香港电影明星手中，而等到大部分人手里都有一部时就改称手机了，所以大哥大也算是第一代手机。

当时的大哥大使用的就是镍镉电池，这种电池的优势在于可重复500次以上的充放电，经济耐用。其内部抵制力小，既内阻很小，可快速充电，又可为负载提供大电流可快速充电。不过缺点也很明显，手机机身的一半被电池所占据，电池重量也占整体重量的三分之二左右，携带很不方便。

当然镍镉电池还有一个明显的特征就是“记忆效应”。如果电池属镍镉电池长期不彻底充电、放电，易在电池内留下痕迹，降低电池容量，这种现象称为电池记忆效应。这也就是形成了早期的“第一次充电需要12小时以上”的印象，在小型手机和智能手机普及的初始阶段，虽然手机已经用上了更好的“锂电池”，但很多用户任然摆脱不了充电12小时的习惯。

再往后出现了镍金属氢电池，因为不含有造成环境污染的镉金属，又被叫做环保电池。它的电量储备是镍镉电池的1.3-1.5倍，能延长30％的通话时间。

 锂电池：市场主流

如今应用较多的是锂离子电池，较之前两款产品，锂离子电池能量密度高、重量也更轻。并且锂离子电池中不含有重金属镉，与镍镉电池相比，大大减少了对环境的污染。在1992年索尼成功开发出商用锂离子电池，让锂电池开始拥有可重复充电的特性，此后迅速成为移动电话、笔记本电脑等便携式电子设备的源动力。

即使现在，还有不少人沿用了镍池时代的充电习惯，这对使用锂离子电池的手机来说，会大幅降低电池寿命，因为锂离子电池无记忆性，用户在使用过程中，可随用随充，只要不过放或者过冲，减少充电周期，延长手机电池的寿命不是问题。

 燃料电池：电量可达锂离子电池的10倍

在锂电池之后，虽然手机性能不断的进步，但电池技术却止步不前，跟不上现在的发展。不少厂商为为此拿出了新的解决方案，例如LG的太阳能充电、燃料供电等技术。它们的工作原理顾名思义，太阳能供电就是利用光能实现充电，而燃料供电则是通过正常燃料中提取出的氢气与氧气发生反应，把化学能转化成电能，同时排放出没有污染的水。同样重量的燃料电池提供的电量可达锂离子电池的10倍。

那为何到现在也没解决手机的续航问题？这是因为太阳能转换效率低，并且未具备市场竞争条件，而燃料电池最直接的原因就是造价高，所以从目前来看锂离子电池依旧无法替代。

 石墨烯电池：未来将取代锂电池

锂电池统治目前消费电子市场不是偶然，但随着消费产品不断升级，锂电池在续航能力、充电速度方面存在的巨大短板，严重限制了各大高科技产业的发展，因此许多企业研发部门都将目光放到了更先进的“石墨烯电池”，不少业内人士也认为，石墨烯电池未来将彻底取代已经问世超过26年的锂电池。

所谓的石墨烯电池是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出的一种新能源电池。作为目前最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯的概念自2004年问世以来一直备受关注。同时，石墨烯聚合材料电池的重量仅为传统电池50%，成本将比锂电池低77%。从性能来看，石墨烯锂电池充电一次，耗时也不超过10分钟。

总结而言，相比锂电池，石墨烯电池储有以下几点优势。1、电量大，是目前市场最好产品的三倍；2、充电速度极快，提供电力的电动车最多能行驶1000公里，而其充电时间不到8分钟；3、使用寿命长。其使用寿命是传统氢化电池的四倍，是锂电池的两倍。此外还有重量更轻、成本低等特性。石墨烯电池前景非常美好，但目前多方面技术难以突破，因此还是一种处于实验室的产物，距离真正量产仍然遥遥无期。

 锂电池形态变化：iPhone发布导致可拆卸电池消失

手机电池目前技术还未有所突破，但手机电池的形态在近几年发生了较大的变化。其中最明显的就是手机电池从可拆卸变成了清一色的内置电池。以前使用手机时，如遇到当没电的情况，换电池即可满血复活。遇到手机死机不能关机的时候，直接扣电池，重启即可。

那么为何厂商还是坚持内置电池的设计呢？其中很重要的一点是苹果的锅。我们知道iPhone从发布之初便是内置电池，介于苹果在行业巨大影响力，各大厂商纷纷效仿，在Android手机刚兴起的那几年，内置电池的手机都是定位高端的手机。此后该设计便从高端逐渐下放至低端，现在市面上包括百元机、千元以几乎找不到可拆卸电池的手机了。

另外一点则是现在的手机的的屏幕越做越大，随之的是用户的手机耗电量不断增加，很多手机的电池容量就越做越大。此时如果需要单独拆卸电池，对于手机内部设计更加严格，改为内置电池不仅能够容纳更大的电池，电池和手机焊接在一起就好，简单快捷，从另外一方面来说也算是节约了成本。

内置电池由于具备不可随意拆卸，能够让手机保持一体化和完整性，整个手机的屏幕和后盖都是无缝的焊接的。让手机能够更好的防水和防尘。就如苹果手机取消耳机接口，就是为了提升手机的防水功能。

最后一点是内置电池有助于缩短手机周期，过去手机电池坏了，换一块就行。而现在一旦手机电池出现问题。更换电池是相当的麻烦。很多人考虑的更多是直接更换手机，这就直接刺激了手机厂商的销量。

 快充技术：曲线救国 无奈的办法

曲线救国，电池续航能力得不到实质性的的提升，厂商聪明的将手机没电的焦虑转移到了充电时间上，快充技术就此发扬光大。目前目前快充基本两个方法，要么提升电压，要么增加电流，要么电压、电流均提高。但通常只有经认证的手机端和适配器才能实现高效的充电效果。

被大众熟知的快充分别有高通Quick Charge，目前高通已发布快充QC4.0，另外一种是国产厂商OPPO自己研发了一种VOOC闪充方案，也就是“充电5分钟、通话两小时”的技术支撑。其原理是恒压加大电流，由此加快速度。

需要注意的是，手机充电电流是手机来控制的，而不是充电器。所以如果你的手机只允许购买一款5V 1A的输入充电，那么即使你买个5V 2A的充电器甚至更高，手机也只能以5V 1A来充电。

说回苹果，过去的iPhone最高支持5V 1.5A/2A的充电，而苹果标配充电器只有5V 1A，所以你就会有一种使用iPad充电器充电速度更快的感觉，近期发布的iPhone X与iPhone 8系列均支持PD充电，可实现充电功率为16W的快充，不过但你必须自费PD充电器与数据线，才可以使用PD快充，整体费用则在500元以上。

就目前来看，电池已限制了手机性能的发展，而石墨烯电池也很有可能成为下一代电子设备的动力来源，但在这之前，手机电池发展无疑还有很长的路要走，最后，你还愿意购买可拆卸电池的手机吗？欢迎在下方留下宝贵评论。

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