智能手机发展遇瓶颈 电池为何成手机厂商噩梦?

赵超

2016年12月14日08:53  来源:人民网-通信频道
 

  从三星Note 7接连不断爆炸,到近期苹果iPhone 6S大规模出现自动关机,全球最大的两家智能手机企业先后在电池问题上折戟。智能手机在屏幕、主板和计算速度等飞速迭代同时,越来越暴露出一个短板——电池技术,而这可能是一两年内都难以攻克的难题。

  小小电池绊倒科技巨头

  尽管到目前为止,三星还没有明确公布Note 7爆炸的具体原因,不过真相距离外界猜测也相差不远。三星为Note 7塞入了手写笔、无框显示屏、虹膜识别等众多新技术,并抢在苹果新款iPhone之前上市,反而忽略了电池安全性能。

  为了满足用户对更长续航的需要,三星将Note 7的电池容量从Note 5的3000mAh增加到3500mAh,电池体积变得更小,还加入了快速充电功能,这对电池的制造工艺和技术提出了考验。

  三星在发布的声明中表示:“我们在调查中了解到,电池电芯存在孤立的问题。当电池的正负极发生接触时,电池电芯将会过热。这是由于非常罕见的制造工艺问题。“

  相比之下,苹果在智能手机电池升级上相对保守。iPhone 6S的电池容量仅为1715mAh,iPhone 6S Plus也不过才2750毫安,不过这也并不妨碍iPhone在电池上出现问题。

  最近大规模出现的iPhone 6S自动关机事件,最终迫使他们向中国用户做出更换部分问题手机电池的举措。

  事实上,锂电池遇到的头痛问题并不是智能手机行业独有的。可以说,锂电池的安全性与可靠性,已经成为众多科技巨头的达摩克利斯之剑。目前,全球没有一家科技公司能够100%地保证锂电池的安全,新产品上市后因电池缺陷实行召回的实不在少数。

  早在2006年,戴尔公司因为电池问题召回了400万台笔记本电脑;2015年末,科技巨头特斯拉所制造的电动汽车因锂电池自燃而引发整车的燃烧。今年4月,日本东芝公司因其笔记本电脑的锂电池存在缺陷易过热熔化而召回了10万台产品。

  手机电池发展遭遇瓶颈

  如何生产出更耐用、更安全的电池,已逐渐成为智能手机行业亟待解决的难题。

  IT咨询服务公司德勤发布的报告显示,手机电池续航能力将成为影响消费者选择购买手机的关键因素。

  近两年来,快速充电技术的出现,解决了手机充电时间长的问题。不过在电池续航能力和安全性方面,改进力度仍然很小。随着智能手机的功能越来越全面,用户对电池的性能要求将会越来越高,但目前的技术仍然没有办法完全满足用户的需求,手机电池的技术研发正在遭遇瓶颈。

  问题根本在于锂电池的自身属性。锂作为地球上重量最轻的金属,它携带电子的能力更胜一筹。同时,锂的过于活泼也容易导致安全性问题,能量密度偏低,储电成本偏高等。

  科研人员正在尝试用新的材料和结构来破解这一难题。去年,苹果公司申请了两项新的专利,分别名为“便携式计算设备的燃料电池系统“和“便携式计算设备燃料电池系统耦合“。从名称来看,这两项专利暗示苹果可能正在研究使用燃料电池技术来解决其iPhone、iPad以及Macbook电脑等产品的续航问题。

  美国斯坦福大学正在开发一种薄膜,经过这种薄膜处理后,锂电池存储的电能总量约为同质量锂电池的5倍。

  华为推出业界首个高温长寿命石墨烯基锂离子电池

  石墨烯电池带来希望

  此外,科学家也不断发现新的电池材料,可让电池本身续航力大增,其中又以石墨烯(graphene)最具代表性。石墨烯导电性比金属铜佳,且重量轻、表面积大,是发展大容量电池理想材料,其同时又兼具强度与可挠性。

  前不久,华为瓦特实验室宣布,华为已经在锂离子电池领域实现重大研究突破,将会推出业界首个高温长寿命石墨烯基锂离子电池。这种电池借助新型耐高温技术,可以将锂离子电池上限使用温度提高,而使用寿命则是普通锂离子电池的2倍。

  不过,目前华为的石墨烯基电池主要应用于通信基站的储能业务,以及助力电动车和无人机等领域,尚不清楚何时在智能手机上使用。

  手机电池要取得突破,显然还有很长一段路要走。在短期内,仍然只有降低硬件功耗、缩短充电时间等办法,来满足用户对手机电池不断增长的要求。

(责编:赵超、沈光倩)

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