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02月 12

那么多年了 手機電池為啥還是3000毫安?

編輯:3533 來源:手機世界
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如果現(xiàn)在推出一款續(xù)航時間長達4天的智能手機,估計它會賣瘋。從2007年到2015年,8年時間里,智能手機的電力始終是用戶的痛點,而且不管手機廠商在產(chǎn)品上采用了多少節(jié)電的設(shè)計,智能手機依然只能維持至多一天半的使用,而大部分手機電力,也只夠大半天使用而已。

不過,我們不能過多的苛責(zé)手機廠商。記憶當中,為了解決電力的痛點,手機廠商把可以用的招數(shù)都用上了——在硬件方面,增加電池的容量這自不必說,動態(tài)調(diào)整SoC的內(nèi)核運行頻率、PSR自刷新、Nega負液晶、協(xié)處理器、VOOC快充、20nm制程等等;在軟件方面,智能手機的節(jié)電模式變得越來越激進,進入“超級省電模式”,甚至?xí)苯影哑聊蛔兂珊诎?,?G/4G無線網(wǎng)絡(luò)給斷開,除了手機基本的通話短信功能外,其它App都不能打開。

手機廠商撓破頭皮想了這么多的辦法節(jié)約手機的電量,但仍擋不住越來越耗電的手機元件。屏幕是手機的耗電大戶,它現(xiàn)在變得越來越大;4G網(wǎng)絡(luò)也比3G網(wǎng)絡(luò)更加耗電;現(xiàn)在的手機還希望所有用戶默認把藍牙打開;而且,性能越來越強大的SoC對改善電力的問題上幫助不大。

更重要的是,手機電池的容量提升到3000mAh之后,就再難進步了。換言之,不管使用多少節(jié)電的技術(shù),在手機元件以及由于一直聯(lián)網(wǎng)的耗電量越來越大的情況下,手機電池容量若得不到提升,那么手機的續(xù)航時間就很難突破“半天”的限制。

現(xiàn)在提升手機電池的技術(shù)變得越來越重要,因為特斯拉(Tesla)之類電動汽車未來會變得越來越流行——更重要的是,特斯拉采用的是和手機電池一樣的鋰離子電池。所以,手機電池技術(shù)有任何一點微小的進步,將對手機行業(yè)以及電動汽車行業(yè),還有未來更多產(chǎn)品構(gòu)成深遠的影響。

那么,為什么手機任何一個部分在過去8年時間都取得了飛躍式的技術(shù)進步,但電池部分卻一直停滯不前?

安迪(Andy Chu),曾任2012年破產(chǎn)的新能源初創(chuàng)公司A123高管,對MIT科技評論說:

能源儲存是大玩家才進入的游戲,因為在電池上,太多事情可以發(fā)生錯誤。我希望初創(chuàng)團隊們能取得成功,但你看最近幾年,情況并不樂觀。

獲得通用電氣與美國能源部投資的新能源初創(chuàng)公司Envia Systems也遭遇滑鐵盧——2012年在華盛頓的重大會議上,它宣稱研發(fā)出了能量密度更高但成本更低的電池。當時,公司主席以及CEO阿圖爾(Atul Kapadia)在電話會議上稱公司的電池“電池的成本將會是今天的電池成本的一半以下——可能會達到45%,并且能源密度將會是傳統(tǒng)電池的三倍”。

隨后,該公司還與通用達成合作關(guān)系,將為通用的新電力車型提供電池。

然而,2013年2月,通用方面檢驗Envia的電池時,卻發(fā)現(xiàn)雖然電池達到400瓦特時/公斤的能量密度,但卻無法支持宣稱的300個重放電循環(huán)。隨后,通用經(jīng)過了廣泛的檢測之后發(fā)現(xiàn),Envia交付的電池達不到自己所宣稱的標準。

最終通用結(jié)束了Envia的合同。一顆能源新星最終墮入深淵。

史蒂夫(Steve LeVine)是QZ駐華盛頓的記者,他最近寫了一本名為《The Power House》的書籍,里面描繪了Envia在電池技術(shù)研發(fā)方面所遇到的困難。它一家的困難,也是千千萬萬家的困難。

Envia首先面對的困難是,盡管電池工業(yè)已經(jīng)發(fā)展多年,但人們對電池的原理依然陌生。換言之,人們可以通過反復(fù)實驗,從而得到一個最優(yōu)結(jié)果,但卻無法說出原因。結(jié)果,當技術(shù)研發(fā)人員試圖改變電池的某一部分時,無法準確把握它所帶來的影響,以至于出現(xiàn)問題時,完全找不到原因。

此外,由于對電池理論缺乏足夠深入的了解,一些不曾預(yù)見的問題,往往潛伏數(shù)年后才被發(fā)現(xiàn)。

No zuo no die,Envia在研發(fā)上遭遇的困難,部分因為它決定在電池上采用兩種實驗性的電極材料,而非一種。換言之,干擾技術(shù)人員的原因又多了一種,以復(fù)雜理論的角度來看,不確定因素一多,就會衍生出大量不可預(yù)知的問題。

2006年,Envia授權(quán)阿拉貢國家實驗中心(Argonne National Laboratory)研發(fā)一種有前景的電池材料,然而出現(xiàn)了一嚴重的問題。這個問題被一名產(chǎn)品經(jīng)理稱之為“厄運因子”——當隨著時間的推移,電池電壓會發(fā)生變化,導(dǎo)致電池?zé)o法使用。

阿拉貢的研究人員調(diào)查了問題的原因,但卻找不到可靠的答案。

此外,阿拉貢的研究人員在不斷解決研發(fā)新材料電極所遇到的問題時,采用了不切實際的制造工藝。換言之,即便這個電極研發(fā)出來,Envia也無法通過工廠把它生產(chǎn)出來。

直到2012年,Envia公開宣布自己發(fā)明了一種新電池時,該公司依然不知道原因。LeVine稱,公司聯(lián)合創(chuàng)始人蘇杰(Sujeet Kumar)知道大概原因是出在復(fù)合材料的涂層上,但他沒有資源、能力去把背后的原因找出來。

最后,公司稱,無法復(fù)現(xiàn)自己曾經(jīng)開發(fā)出的高能量密度電池,是因為有一批電池包含了污染物,但公司不知道該污染物是什么——小小的物理、化學(xué)的變動,就能夠令電池的性能產(chǎn)生劇烈的變化。

Envia這家公司的網(wǎng)站還在,但最近已經(jīng)少有動靜,也許它還在憋大招。它的故事告訴我們,電池技術(shù)難以跨越有幾點原因:

電池的基礎(chǔ)理論研究仍有待提高,否則Envia就不會無法重現(xiàn)自己曾經(jīng)的研發(fā)成果了;電池的技術(shù)攻堅需要耗費大量的資金,非大公司不行。Envia 2009年、2011年、2012年、2013年分別獲得770萬、1700萬、400萬、100萬、300萬美元的投資、財政支持資金,一共3270萬美元——但也研發(fā)不出自己宣稱的電池。

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