日前有傳言稱,蘋果方面或将會在 iPhone 15 系列新機上引入新的疊層電池。據悉,這種電池後可降低發熱量、延長整體壽命,并使得 iPhone 15 系列機型的續航表現更爲出色。
事實上,近年來電池相關技術的緩慢發展速度,已經成爲了制約智能手機等一大批消費類電子産品發展的瓶頸。雖然各大手機廠商都在試圖将在這一領域有所突破,但在用戶需求、功能差異化、機身尺寸等綜合因素的影響下,手機電池往往又是向設計讓步更多的零部件。
其實多年以來,電池的底層技術都沒有革新性的進化。盡管手機的屏幕尺寸一直在不斷增加,移動平台的性能也在大幅進步,但在這些升級背後,則對應着相應的功耗進一步提升,因此爲了确保使用體驗,就必然需要在機身内塞進容量更大的電池。
如今在頂級旗艦機型上,體型巨大的影像模組就會占據更多的内部空間
但當前的技術條件下,更大容量的電池也就代表着更大的電池體型。但在如今旗艦機型在影像和性能方面競争極爲激烈的情況下,電池容量受限于機身内部空間則已經被壓縮至極限,進一步突破更是存在不小的難度,因此在現有的技術基礎上挖掘潛力就成爲了一種必然。
" 青海湖 " 電池的能量密度較前代上升了 12.8%
例如 OPPO 方面通過仿生修複電解液技術,讓電解液在充放電過程中持續修複電極,從而起到減少電池正負極磨損、延長電池使用壽命的作用。榮耀則采用了能量密度更高的 " 青海湖 " 電池,其能量密度更是較前代上升了 12.8%。
同時爲了變相實現延長續航時間,目前手機廠商也紛紛在快充技術上進行突破,中高端機型的有線快充功率已普遍達到了百瓦級。而爲了實現更高的充電速度,各大廠商還普遍采用了多電芯方案,将多個電芯串聯起來以實現更高的充電功率,但同時這種方案也會在一定程度上降低等效電池容量。但其中小米則通過自研芯片的方式,将單電芯電池做到了 120W 有線快充。
在日前曝光蘋果疊層電池示意圖中顯示,這其實隻是一種新的電芯排布方法,是一種基于結構方面的改良。目前大多數電池的電芯所采取的是卷繞方式,因此也被稱爲卷芯,而疊層電池則采用了層壓式方案,可以在同一方向或反向疊片。因此在電池封裝單元體型保持不變的情況下,疊層電池幾乎不會浪費多餘的空間,可以放入更多的相關材料,使得能量密度更大、容量更高。
疊層電池與見見的卷芯電池相比,前者明顯内部的空間利用率更高
此外疊層電池的好處還有很多,例如目前常見的卷芯電池由于具備更高的内阻,因此使用時産生的熱量分布并不均勻,可能會導緻高溫部位快速衰減,進而影響到電池使用壽命。而疊層電池的熱量分布則會更加均勻,所以使用壽命也會在一定程度上有所延長。也正是由于熱量分布的問題,使得疊層電池的安全性也得到了一定的提升。
疊層電池的典型結構之一
當然,疊層電池并非完美。與卷芯電池相比,由于疊片工藝更加繁瑣,而卷繞式工藝則已經實現了自動化、且成本更低,因此阻礙疊層電池普及的一大難點,便是生産工藝升級所導緻的成本上升。
此外有消息源早前曾透露,疊片電池或将優先應用到 iPhone 15 系列上,随後才會在三星後續推出的 Galaxy S24+ 和 Galaxy S24 Ultra 上搭載。不過這個消息暫時還沒有被印證,因此是否屬實也還有待後續更進一步信息的确認。
雖然目前絕大多數手機昌灑還能夠憑借更高效的快充技術,已經變相提高了電池的續航能力,但對用戶來說,大容量、長續航的手機電池依舊還是剛需。因此如今提升手機使用體驗的關鍵因素之一,便是電池的續航能力,并且各大廠商也都在這一領域進行了諸多探索。
從目前來看,有希望在較短時間量産應用的,或将會是小米方面在今年早些時候宣布正在預研的固态電池技術。而所謂的固态電池,就是将電池中的電解液替換爲固态電解質,因此在低溫放電性能和安全性方面也有着巨大的進步。
據小米方面透露的相關數據顯示,其固态電池技術在實驗室的理想環境下能實現 1000Wh/L 的能量密度,因此在體積不變的情況下可實現更大的電池容量。而在負極使用最低電位的金屬锂作爲理想的 " 聖杯 " 材料,其儲電能力是目前主流矽氧材料的兩到三倍。
例如小米 13 所配備的電池容量爲 4500mAh,如果換用同體積的固态電池,容量則可以達到 6000mAh,提升幅度高達 33%。而同體積下更高的電池容量,也就意味着将帶來更長的續航能力。同時固态電池的高能量密度特性,也使得廠商在産品設計階段可以更加從容的爲體積巨大、複雜的影像模組或其他零部件,騰出更多的機身内部空間。
不過當前固态電池面臨的主要難點,是由于受到金屬锂的析锂現象影響,負極在實際應用中還存在一定的困難,并且量産也有較高的難度。
但對于目前的用戶來來說,即便未來電池相關技術不斷更新,在實際使用中也應注意正确的方式,例如充電時應關注溫度變化、盡量使用官方充電器及線材,而當電池需要更換時選擇官方售後等。
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