麒麟芯片、鴻蒙系統,形成瞭華為手機獨一無二的核心競爭力。現在,遙遙領先的華為,又開始向電池下手,準備在電池領域繼續“遙遙領先”。
對手機而言,用戶最關註的,一是性能二是續航,再好的手機續航不行也沒用,所以,電池性能如何,很大程度上影響手機的使用體驗。華為自研的麒麟芯片,再加上鴻蒙系統,在手機性能方面早已經站穩第一梯隊。最新消息稱,華為開始對電池下手瞭,申請瞭新的電池專利,極有可能開啟手機續航新時代。
性能與續航之爭
以前的手機,小巧玲瓏可以待機好幾天;現在的手機,功能繁雜一天需要充好幾次電,用戶在追求手機性能的同時,對續航也提出瞭更高的要求。
性能與續航,就如矛與盾,總是呈現此消彼長的關系,顧得瞭一頭就顧不上另一頭,這一直是手機產品備受詬病的地方。
目前,無論是手機還是電動汽車,使用的都是鋰離子電池,在電池容量無法大幅提升的情況下,廠商隻能另辟蹊徑,通過提高充電效率來提升用戶的體驗。
原本需要幾個小時才能充好的電,現在壓縮到半個多小時甚至不用半個小時,這樣就減少用戶等待時間,確保手機隨時處於可使用的狀態。
面對用戶吐槽手機續航時間短,這種辦法也算是曲線救國瞭。不過,再快的充電速度,也彌補不瞭手機電池容量小、使用壽命不夠長的缺點。
電池續航問題,對手機而言還不算特別嚴重,畢竟在室內環境下,隨時都可以充電,而對於電動汽車來說,續航就成瞭嚴重制約行業發展的瓶頸。
無論是開過電車還是沒開過電車的,大傢都知道電車比油車更省錢,各項配置及操控體驗也更好,而且買車還能享受到國傢各項優惠政策。
各種各樣的優點可以羅列一大堆,但依然有很多人看不上電動車,原因無他,就是因為電動車續航問題。
從油車轉向電動車之後,最深刻的體驗就是續航焦慮,生怕開到半路汽車沒電拋錨,那可真是叫天天不應叫地地不靈。
因為續航裡程不夠,每年長假期間,都會有高速服務站電車排隊充電的新聞,排隊幾小時充電半小時。雖然廠傢也提升瞭電動汽車的充電速度,但車多充電樁少,排隊等充電就要浪費好幾個小時。
原本三四個小時的裡程,結果半路上等充電愣是等瞭三四個小時,在路上的時間直接翻倍。此時,再快的快充,也彌補不瞭續航短的缺憾。
手機、電動汽車不斷提升自身性能,由此導致耗電量大增,小小的電池扛不起大大的功耗,續航焦慮成為現代社會的普遍現象。
手機電池發展史
其實,手機並不是近幾十年才有的,早在1902年,就出現瞭第一個無線電話裝置,也可以看作是手機的雛形。
因為需要隨身攜帶,就必須有獨立的供電裝置,這就導致手機電池一代一代不斷更新換代,以實現更持久的續航能力。
20世紀60年代以前,可以算作是鉛酸電池時代。這時主要以鉛與鉛代氧化物電極、硫酸電解液和導電液體組成。
雖然這種電池存在著體積大、重量重和易泄露的缺點,但其能充電具有可重復利用性,成為當時手機電池的首選。
因為鉛酸電池缺點太明顯,科技人員不斷努力之下,研發出全新的鎳鎘電池,相對於鉛酸電池而言,這無疑是顛覆性的進步,不過缺點依然明顯。
當時,摩托羅拉公司首先采用瞭這種電池,為瞭提升續航能力,直接用瞭6節圓柱形的鎳鎘電池。即便如此,那時候的移動電話也隻能保證半小時通話。
沒電之後再充電,那對現代人而言,簡直就是漫長的等待,因為想充滿電需要至少10個小時。“充電2小時,通話5分鐘”,就是這時候鎳鎘電池的真實寫照。
鎳鎘電池還有一個缺點就是記憶效應,也就是每次使用必須完全放電,然後再完全充滿電,否則電池容量下降衰減特別快,很快就會變成一塊“廢磚”。
鎳鎘電池最終被鎳氫電池取代,這一代電池提升特別大,體積變小容量變大,雖然也有一點記憶效應,但完整充放電20多次基本就可以消除。
相對於以前而言,這無疑是一種理想電池,而且超高的容量也讓電池體積縮小,手機的個頭也隨之變小,終於有瞭我們現代概念中手機雛形。
鎳氫電池最終被鋰電池所取代,這就是我們現在最常見的電池。自20世紀90年代,鋰電池技術突飛猛進。
到21世紀初,成本大幅下降正式取代鎳氫電池,成為手機電池領域當之無愧的老大。它更輕更薄容量更高,沒有“電池記憶效應”,所有的手機廠商都加入鋰電池陣營,開啟瞭手機續航全新時代。
近些年來鋰電池不斷改進,又成為電動汽車行業的首選能源。日常生活中,鋰電池幾乎滲透到各個方面。
華為申請新電池專利
幾十年發展下來,技術人員在鋰電池中加入瞭很多附加材料,希望進一步提升鋰電池的性能,包括電池容量、充電速度等。
不過,以鋰離子為基礎的電池,似乎已經到瞭發展瓶頸,除瞭回到增大體積的老路之外,暫時沒有更好地提升容量的途徑。
手機越做越大,一方面是大屏的要求,另一方面也是為瞭進一步提升續航能力,畢竟大手機可以放下更大的電池。
而電動汽車使用鋰電池,也是盡可能放置更多的電池節點,通過提升數量來增大儲能,解決電動汽車的續航問題。
不過,電池體積也不可能無限制地增大,最終依然需要實現新材料突破,進而推動電池進入新階段。現在,華為正在向著電池下手,以期研發出性能更好的電池。
2021年,華為提交瞭黑磷電池的專利技術,這是在石墨烯電池之外,另一種更有希望進入量產階段的新電池。
黑磷是一種全新的材料,很多專傢都對它寄予厚望,稱其“最有希望取代矽成為新一代的半導體材料”。
作為一種特殊層狀結構的物質,黑磷具有很強的離子傳導能力和電荷容量,和傳統的石墨材料相比,其容量高出7倍左右。
華為的目標,就是以黑磷為基礎,研發全新類型的電池。一旦成功,就能夠實現更大的電池容量,更短的充電時間和更高的能量密度,手機續航和充電體驗更佳。
當然,黑磷也有自身的弊端,那就是在充放電的過程中穩定性不佳,很容易出現體積膨脹等狀況,這就導致黑磷電池存在一定的安全隱患。
不過,華為申請的黑磷電池專利,已經引入效果更好的穩定劑,能克服黑磷在充放電過程中的不穩定性,有效解決黑磷體積膨脹問題。
另外,黑磷還有一大缺點那就是成本高昂。最初在研發過程中,華為從生產廠商購買黑磷時,每克價格高達3000元,比同等重量的黃金還要貴好幾倍。
值得高興的是,隨著這兩年加工技術進步,黑磷的身價也迅速下降,現在最低已經可以做到每克1元,大幅降低瞭黑磷電池成本,市場應用前景更加明朗。
革鋰電池的命?
無論是手機還是電動汽車,電池都是至關重要的影響因素,一旦華為的黑磷電池研發成功,必將對行業帶來革命性的顛覆效果。
黑磷電池超高的電池容量,同樣的體積下可以存儲更多電能。研究顯示,黑磷電池不但容量大,而且經過2000次充放電,依然能保持90%以上的電荷容量。
如此優良的性能,有效延長瞭手機和電動汽車的續航時間。尤其是對電動汽車而言,可以輕松行駛1000公裡以上,吊打目前幾乎所有的新能源汽車產品。
另外,雖然黑磷電池容量大,但並不意味著充電時間長,因為其能達到350瓦時的快充。黑磷材料具備更高的傳導能力,充電速度更快。同等電池容量下,黑磷電池的充電時間隻有鋰電池的一半甚至更短。
全新的電池技術,必將帶來相關行業的顛覆性發展,就如歷史上的發展歷程一樣。當年鋰電池出現後,為功能手機向智能手機方向發展掃清瞭障礙。
黑磷電池一旦推向市場,為手機提供更持久的電能供應,就可以進一步提升手機的性能,豐富手機的功能,也許到時消費者就有機會用上全新類型的手機。
對電動汽車行業而言也同樣如此,續航焦慮不再成為消費者購車的障礙,整個電動汽車行業必將迎來又一波爆發式的增長,加快取代燃油車的速度。希望華為研發早日成功,給電池領域帶來全新突破,進一步提升用戶的使用體驗。