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薄機身且長續航,將成為智慧型手機的標配

2024-07-08數位

還記得 Redmi Turbo 3 釋出會上,介紹到這款手機的續航能力時,Redmi 品牌總經理王騰無奈一笑,表示為了更薄的機身和手感,Turbo 3 只能選擇配備 5000mAh 的電池。

才過去 2 個月不到的時間,各家廠商都拿出了新一代又薄又大的「黑科技」電池:搭載 6000mAh 電池的 vivo S19 手機,機身厚度只有 7.19 公釐;一加全新「冰川電池」,6100mAh 的大容量,卻比普通 5000mAh 電池更薄。

▲ 圖源:微博@數位閑聊站

史上最薄直板智慧型手機,誕生在十年前

5 月釋出的全新 iPad Pro,因為比 iPod nano 還薄的 5.1 公釐機身,引發了外界的熱烈討論。

這個超薄 iPad 還只是一個開始,據彭博社報道,未來的蘋果裝置將會掀起一陣「瘦身」風潮,除了 iPad 之外,iPhone、Mac 產品都將會往更輕薄的路上走。iPhone 17 還預計會推出主打輕薄的全新「Slim」型號。

都說時尚是一個圈,數位產品可能也是。早在十年前,「瘦身」的風,已經在眾廠商之間吹過。

14 年,蘋果推出了 iPhone 6,6.9 公釐的厚度至今還沒有 iPhone 超越,而國內兩家廠商,OPPO 和 vivo 在薄上更是卷到極致。

OPPO R5,厚度 4.85 公釐,薄到塞不下一個 3.5 公釐耳機介面,在 2014 年就很「超前」地讓 Micro-USB 介面分擔了音訊功能。

而 vivo X5 Max 憑借 4.75 公釐的「薄」度,問鼎全球最薄直板智慧型手機,至今還未有超越者。

這種對於手機厚度的極致追求其實也很好理解。OPPO 和 vivo 都是主打線下的手機品牌,超薄的機身,消費者線上下一看一摸就能感知得到;而讓步最大的電池續航,恰好又是線下購機人群無法快速感受到的短板。

超薄也讓 OV 走出了一條和其他廠商不同的差異化路線,與同期 7.9 公釐厚的華為 Mate 7,甚至 8.9 公釐厚的小米 4 一對比,原本在產品力上不太占優勢的 OV 手機,也有了人無我有的獨特賣點。

▲ 小米 4 在厚度上真就是「一塊鋼板」

代價也很顯而易見,不到 5 公釐的小機身,一些元件可以做得小又薄來節省空間,但是電池在當時只能選擇妥協。於是,OPPO R5 和 vivo X5 Max 都搭載著 2000mAh 的電池。

作為對比,同期的三星 Galaxy S5 ,在螢幕尺寸小於這兩款手機的情況下,搭載了 2810mAh 的電池,當然厚度也來到了 8.1 公釐。

小電池還帶來了連鎖反應,vivo X5 Max 和 OPPO R5 都搭載了高通驍龍 615 的一個低頻改版,以降低功耗,導致這個原本偏中端的芯片,效能釋放更加保守。

▲ vivo X5 Max,圖源:Phone Bluff

而且,手機厚度的減小明顯具有使用者邊際效應,雖然手機做到了 4 公釐薄,但是給使用者帶來的使用體驗,或許已經不如配備一個更大一點的電池。

值得一提的是,兩款 4 公釐級別的手機在重量上其實和 145 克的 Galaxy S5 難分伯仲,OPPO R5 還比 S5 重了 10 克,所以手機雖然薄了,重量卻沒能同步降低,手感提升有限。

▲ 三星 Galaxy S5

因此在追求過極致的超薄機身後,OV 開始探索「端水」的藝術:如何在不過度犧牲其他效能的前提下,盡可能保證手機的機身輕薄。

兩款超薄手機的繼任者,OPPO R7 和 vivo X6 機身都回到 6 公釐級別,都容納了一個 2400mAh 左右的電池,雖然增加了 1.5 公釐左右的厚度,但兩款手機仍然處於薄手機的範疇。

▲ vivo X6,厚度 6.56 公釐

隨後就開始了各家開始打造「水桶機」的潮流,開始卷影像、效能、續航各種配置,降下去的智慧型手機厚度,又開始向上走。

曾經追求過極致輕薄的 OPPO,真旗艦系列 Find 回歸首作 OPPO Find X,各種配置拉滿,機身厚度來到 9.6 公釐,幾乎就是 OPPO R5 的兩倍。

▲ 接近 1 厘米厚的 OPPO Find X,在外觀上用了曲面屏來盡量顯薄

動輒半斤一厘米厚和兩百克重的手機,幾乎就是一塊「板磚」,躺在床上玩手機,如果一不留神沒抓住,很可能把鼻梁也給砸傷了。

▲ 演員周迅躺著玩手機,鼻梁被手機砸傷了

在各個價位幾乎都能做到拉滿配置的情況下,「輕薄」的風又吹回了手機廠商。特別是中端機型,由於不需要頂尖的堆料水平,加上近幾年各廠商都有意提升中端機型的外觀造型,不少中端機都逐漸走向了輕薄和時尚的路線。

像是 OPPO 和 vivo 兩家,主打線下的中端旗艦 Reno 和 S 系列,就一直有意在輕薄上做文章。

▲ vivo S19,厚度為 7.19 mm

和 10 年前不同,已經成長為「大人」的各廠商表示,這次薄和續航「全都要」。

薄機身和長續航已經不再是單項選擇題

輕薄和續航兩者之間的矛盾似乎從一開始就不可調和。為了一體化的輕薄機身,手機廠商幹掉了手機上的可拆卸電池,手機沒電直接換電池也成為了和耳機介面一樣再也回不來的「外星科技」。

▲ 上次用能拆電池的手機,還是 Lumia 640,圖源:iFixit

但科技是一直發展的,矛盾也有解決的方法。新一屆的電池技術,讓更大的容量,能夠被塞入更小的機身。如果你有留意最近的國產手機電池,那你應該會覺得「藍海電池」、「青海湖電池」、「冰川電池」「金沙江電池」這幾個名字有點眼熟。

這幾個聽起來「水靈靈」的電池,其實背後都是一種名字叫「矽碳負極」的電池技術。

這裏需要講解一下鋰電池的原理。電池內部被隔膜分成兩個區域:正極和負極,以及充盈在電池內部的電解質。充電時正極的鋰離子會從電解液穿過隔膜進入負極,放電則是從負極進入正極,所以負極可以簡單理解為鋰離子的「儲存池」。

目前行業內鋰電池負極的材料一般都是石墨,其實石墨的鋰離子容量不是很大,優勢是材料比較容易獲取,工藝也更成熟。

說到這裏,「矽碳負極」的意思已經不言而喻——以碳矽復合材料來作為電池的負極。

比起石墨,矽基材料能夠吸納更多的鋰離子,比容量理論極限值能達到石墨材料的 12 倍,即使是目前小規模套用的矽碳負極材料,實際比容量也比石墨負極的理論最高比容量高出 13-20% 左右。

▲ 一加冰川電池技術溝通會

而最近各家廠商在介紹新電池時,總會說到一個數值「電池能量密度」,意思就是在同樣的體積下,能提供多少電池容量。

理論上,在其他條件和狀況一致的情況下,電池能量密度越高的電池,能夠在相同體積下提供更大的電池容量,或者在同樣的電池容量下,實作更小的電池體積。

現在來看看幾家「五湖四海」碳矽負極電池的電池能量密度:

  • 小米「金沙江電池」:779Wh/L
  • 榮耀「青海湖電池」(第一代):740Wh/L
  • vivo「藍海電池」:809Wh/L
  • 一加「冰川電池」:763Wh/L
  • 聯想/ moto「星海電池」:822Wh/L
  • 作為對比,石墨負極電池的能量密度,目前上限在 700Wh/L 左右。

    ▲ 左邊:榮耀青海湖碳矽電池 右邊:iPhone 15 Pro Max 石墨電池

    矽碳電池的一個突破點和難點就在於碳矽材料的「矽含量」:矽在充放電過程中,膨脹和收縮效應會很嚴重,因此純矽基負極電池非常不穩定,需要將碳和矽復合,增強電池的穩定性。

    而這造成了一個新的矛盾:矽含量越高,電池的能量密度越大,但是相應的,穩定性越低。

    目前已經各家新電池的矽含量都在個位數左右,而榮耀第三代的青海湖電池,已經將矽含量突破到 10%,帶來了進一步的能量密度提升。

    這其實也說明,碳矽電池還有著不小的潛力等待挖掘。如何在保證電池穩定的情況下,提升矽含量,成為了矽碳電池的目前的一個技術突破口。

    想要兼顧輕薄和續航,不僅僅只能在電池上花心思,這幾年大熱的 LTPO 螢幕,也給小身板手機更長續航的可能。

    ▲ 一加 9 屬於國內比較早搭載 LTPO 螢幕的手機

    LTPO 螢幕最大的優勢就是可以實作範圍較大的重新整理率變化,從 iPhone 13 Pro 上的 10 – 120Hz,再到 OPPO Find X7 的最低 1Hz,甚至卷到現在的 0.5Hz。

    這種「動靜分明」的螢幕重新整理率,在手機呈現靜態內容時使用低重新整理率省電,而操作滑動時又回到高刷呈現細膩的觀感。

    也因為能夠實作極低的重新整理率,手機「Always on Display」的常亮顯示功能也要更加省電。

    在今年 realme 真我 GT Neo6 SE 釋出會上,產品經理毛巾介紹 LTPO 螢幕的好處時就表示,真我 GT Neo6 SE 上的 8T LTPO 螢幕省下的電,相當於給這款手機增加了 300mAh 的電池容量。

    因此,這款實載 5500mAh 電池的手機,DOU 續航測試接近 2 天,並且機身厚度和重量都控制在了 9 公釐和 200 克以下。

    薄=未來?

    蘋果要做「超薄 iPhone」的訊息一出,大眾的觀點很快就分裂成兩派:

    支持派認為,現在動輒 1 厘米半斤重的手機手感實在不夠友好,小拇指都磨出了繭子。

    反對派認為,把數位產品做薄根本沒有意義,還犧牲了會影響體驗的續航。

    但新 iPad Pro 的實際表現,或許能夠給反對派一顆「定心丸」。

    雖然做到了這種極致的輕薄,但新 iPad Pro 在電池續航上,幾乎和前代沒有差距,這還是在新款 iPad Pro 電池容量比上一代略微縮水的情況下。

    這背後是新 M4 芯片的魔力,最佳化的設計和制造工藝,更高的能效比,在電池變小的情況下,續航能夠和以往的水平持平。

    更何況,iPad Pro 本身就是蘋果主打專業和效能的平板產品線,搭載蘋果最新 M4 芯片的新 iPad Pro,足以勝任各種高能任務,甚至不少評測都覺得,這塊芯片在 iPad 這個平台上有點「屈才」。

    看得出來,與 10 年前不同,現在的數位產品用上了功耗更低的處理器,螢幕更省電,電池也更加高密度。現在的超薄機身,不是效能和續航都缺憾的「瘦弱」,而是各種元件高整合、電池高密度的「精壯」。

    因此輕薄不單單是廠商創造的噱頭,背後是各種技術的突破,薄型設計也因此被視為工程和技術創新的標誌,我們正處在技術緩慢進步的「甜蜜點」中。

    對於輕薄的追求不僅是廠商的一廂情願,也是使用者一直以來對科技產品的期待。

    就像是 2022 年後的 MacBook Pro,新的模具雖然代表著更先進更強悍的生產力,但是也讓人懷念曾經那個更具有曲線,外觀上更顯薄的舊模具。

    更有人覺得,這個舊模具不是落後了,而是「太超前」了。

    或者說當年微軟的 Surface Pro X,即使 ARM 處理器帶來了效能和相容等諸多問題,但輕薄的機身對比起同期的 Surface Pro 7,更讓人感覺前者才是真正的未來。

    ▲ 圖源:The Verge

    當然,雖然現在續航和效能已經給輕薄機身開了綠燈,國產廠商如何把這兩年也開始卷的散熱系統塞進小機身,也成了新的挑戰。

    2024 年是「AI」的一年,因此也有人說是「未來」的一年,但除了人工智慧,重走上「輕薄」道路的數位產品,或許也在為我們描繪著未來裝置的形態。

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