手機硬體已進入發展瓶頸，未來電池技術將如何突破？

04-25

許多朋友可能已經發現如今智能手機發展的「極端規律」：處理器核心越來越多，而屏幕也越做越大。十核CPU、8GB RAM、4K解析度，智能手機的硬體指標正在飛速狂飆。

　　的確，手機硬體性能的提升能為我們帶來更好的體驗，甚至有些地方已經超過電腦等智能終端所帶來的影響。但不知道大家有沒有注意到，手機硬體的飛速提升，耗電也愈發猛烈，但手機電池技術似乎沒有跟上硬體飛速發展的腳步。

　　儘管手機性能提升雖好，但作為隨身攜帶的手機，沒了電就等同於一塊磚頭，「手機取代PC說」也成了空談。這樣看來，扼住智能手機發展咽喉的，終究是電池。

　　針對於此，今後手機廠商如何應對？未來手機電池技術將如何突破？下面不妨跟隨筆者一起來探討一番。

機身做薄更漂亮，還是為續航妥協?

　　在目前的手機市場上，如果你想買到外觀與性能續航二者兼得的智能手機，幾乎是很困難的。

　　目前鋰電池技術的限制使得廠商在外觀與續航上必須做出選擇，如果你想要續航更持久的手機，就必須擴大鋰電池容量，而電池容量的擴大會使得鋰電池的體積增大，相應的手機也會變大變厚，甚至影響單手持握。

　　縱觀目前的手機發展趨勢，我們也可以看出手機廠商的選擇。

　　當下熱門的無邊框、全面屏、屏內指紋等設計顯然是為外觀而生，而反觀消費者這邊，手機外觀也成為用戶選購手機的第一選擇，更時尚更好看的外觀會吸引更多消費者購買。

　　當然也有一大部分人寧願要續航，因此也有一部分為續航妥協的機型，用以解決這部分的痛點。不過，這些機型往往擁有磚頭似的厚重機身，隨身攜帶時也是一種累贅。

　　為了保障手機長時間運行所需要的電能，以及手機更薄更漂亮的市場需求，不少廠商都內置容量儘可能大的電池，但電池容量的增大會導致手機充電時間的增多。因此，許多廠商們對充電技術絞盡了腦汁，曲線救國的快充方案也因此誕生。

　　目前比較流行的快充方案有高通QC、聯發科PEP、OPPO VOOC、華為FCP/Supercharge、USB PD等。

　　雖然同是對手機電池進行快速充電，但原理不盡相同，家裡堆滿手機充電頭已是司空見慣，每個品牌的手機需要對應的充電頭才能進行快充，曾經一個充電頭兼容所有手機快充的時代早已成為過去式。

　　眾所周知，P=UI（電功率=電壓X電流），提升充電效率無非是增大電流或者電壓。這些快充主要分為兩大解決方案，一為高壓低電流快充方案，二為低壓大電流快充方案。

　　採用第一種解決方案的常見有高通QuickCharge、聯發科PEP、華為FCP、USB-PD等等，而第二種則有OPPO的VOOC（5V/4A），一加的Dash閃充（5V/4A），魅族的mCharge（5V/5A）以及華為的SuperCharge（4.5V/5A、5V/4.5A）。

　　第一種高壓低電流快充是在充電過程中提升充電電壓（7-20V左右）來提升充電功率，無快充手機充電過程一般是先將220V電壓通過充電頭降至5V，手機內部電路再把5V電壓降至4.2V然後把電量輸送給電池，整個降壓過程中會產生熱能。

低壓高電流（左）與高壓低電流（右）快充發熱對比

　　第二種低壓高電流的快充是在電壓一定（4.5V-5V）的情況下，增加電流，一般使用並聯電路的方式進行分流。在恆定電壓下，進行並聯分流之後每個電路所分擔的壓力越小，在手機中也進行同樣處理的話，這個每條電路所承受的壓力也就越小。

　　比如VOOC閃充通過增加充電線纜的線路數量/電池觸點的數量來增大電阻的橫截面積，降低阻值提高大電流的承載能力，而華為SuperCharge快充則讓充電器直接向手機輸出低電壓，避免機身內部「高壓到低壓」轉換帶來的高發熱。

　　此外也有一些比較特殊的快充方式，比如vivo的雙擎閃充，其採用了雙充電晶元並聯充電的方式，是普通充電技術速度的2倍。

　　這些五花八門的快充技術都由廠商自己的研發，實現快充的條件苛刻，手機、充電器、數據線一一對應，缺一不可。只不過談及蘋果，依然採用的是萬年拖後腿的超級慢充（5V/1A）。

　　各廠商曲線救國的快充方案治標不治本，追溯本源，還是要電池發展有質的飛躍才行。好在目前已經出現勢頭，去年從MWC和CES上都嗅到了石墨烯電池的發展。

　　石墨烯電池是2004年開發出的一種新能源電池，從誕生之初便備受關注，目前還被寄希望為電動汽車行業電池技術的突破口。

　　石墨烯本身是一種非常理想的導體材料，強韌和柔韌性極佳，能大幅提升手機電池的續航能力，也能把數小時的充電時間壓縮至短短几分鐘，同時石墨烯聚合材料電池的重量僅為傳統電池50%，成本將比鋰電池低77%。

　　而最近一則電視新聞報道稱，國內的浙江大學在石墨烯電池的基礎上，研發出了鋁-石墨烯超級電池。實驗數據顯示，快充充電1.1秒就能充滿電。

　　報道還稱這種超級電池擁有超高耐用性和安全性，其可經歷25萬次循環，比電容量保持91%。由於超級電池是柔性材料，折彎依然能夠保持容量，遇火也不會爆炸。

　　從目前來看，石墨烯電池與超級電池是最能夠突破智能手機瓶頸的電池，也是業界內最接近商業化的產品。不過由於仍處於實驗室階段，目前量產困難，下放到民用領域可能還需要等等。

　　隨著手機硬體與功能的增多，人們對手機電池的需求也日益增加。

　　智能手機的發展正如木桶，扼住智能手機發展咽喉的終究是電池。智能手機日後想要走的更遠，其中電池這一塊短板必須解決。這裡也許可以期盼石墨烯電池與超級電池的更快商用，以及期待更優良電池材料的出現。

　　不過，智能手機的硬體提升看似雖好，但許多其實都只是廠商叫賣的噱頭。縱觀整個行業的手機，其中絕大部分對於消費者來說已經處於性能過剩的狀態，但多餘的性能依舊會消耗電量。

　　應該看到，這是由消費者反驅動廠商所造成的結果。因此在電池技術沒有突破的現在，希望眾多消費者更加理智選購硬體合適的手機，這才是消費者目前對於購買手機應當保持的理性態度。