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手機電池能量密度開卷,但平衡快充效率仍很關鍵

2024-06-28手機

日前一加方面公布了與寧德新能源聯合打造的冰川電池,並宣布其將在一加Ace3 Pro上正選。據悉,一加冰川電池由於采用了「低膨脹二代矽」負極材料,因此其一大關鍵特性就是具備高達763Wh/L的能量密度,這也使得其在擁有更大電量的情況下,體積較普通的5000mAh石墨負極電池要小了3%。此外配合穩壓架構、仿生蜂巢結構設計等,冰川電池還有著放電穩、長壽命的特性。

事實上就在近段時間,多家手機廠商推出的新品均配備了采用矽碳負極材料的電池,並在容量、續航等方面有著更為出色的表現。因此有觀點認為,接下來智能電話電池也或將會掀起能量密度的「軍備競賽」。

如今隨著智能電話已經進入許多人生活的方方面面,以及包括效能、螢幕、影像等能力的不斷提升,也使得手機的續航能力與不斷升級的使用體驗成為了對立面。雖然通常大家會以mAh(毫安時)這個參數來作為判斷標準,但需要註意的是,這個數碼其實無法直接反映實際的續航能力。例如在筆記電腦上,電池容量往往就不是以這個數值來進行標註。

某款手機的電池相關資訊,其中就標註了典型能量和額定能量

通常情況下,表示電池能量的單位是Wh(瓦時),這一參數越大就代表著電池儲存的能量越多,續航時間也就相應更長。透過電池容量×電壓=電池能量這個公式就可以輕松換算,從而更準確地評估器材的續航能力。

此外值得一提的是,對更註重便攜性的流動通訊器材而言,能量密度更是直接決定續航能力和機身體型的參數。其表示單位體積或單位質素下電池所能夠提供的能量,通常會以Wh/L(瓦時/升)或Wh/kg(瓦時/公斤)為單位。更高的能量密度就意味著在相同體積或質素下電池能夠儲存更多的能量,這也就代表在要實作同等續航能力的前提下,能量密度越高的電池體型更小,也能讓器材的機身更為輕薄。

此前智能電話所使用的石墨負極電池能量密度普遍不到700Wh/L,為了實作更高的能量密度,相關廠商也進行了諸多嘗試,例如透過改進電解液配方、使用矽碳負極材料等方式,來提高電池的充放電效率和能量密度。目前已經量產的高能量密度手機電池中,例如一加冰川電池的能量密度就達到了763Wh/L,小米金沙江電池的能量密度更是升至779Wh/L。

vivo S19的機身厚度較前代進一步降低

此外需要註意的是,目前vivo旗下多款機型使用的藍海電池更是已經前進演化為半固態電池,並且自亮相以來還在持續改進,例如vivo S19的電池能量密度更是已達到了809Wh/L,較前代(vivo S18)電池容量增加了1000mAh,機身厚度卻降低了0.56mm,由此可見能量密度的提升對於機身輕薄化的影響。

與此同時,相關廠商也已經在預研固態電池技術,例如小米的固態電池就據稱將實作1000Wh/L的能量密度,但由於各方面因素的影響,相關技術目前還無法進入量產階段。由此不難推測,隨著電池能量密度競爭的不斷深入,智能電話的續航能力也勢必將會迎來更進一步的提升,並逐步緩解使用者的續航焦慮。

手機電池能量密度的提升無疑對於使用者而言是利好,畢竟這就意味著在能夠確保機身體型的同時,還能有效提升續航能力、並降低頻繁充電的煩惱。然而對相關廠商而言,隨著電池容量的不斷提升,又需要在快充效率上找到新的平衡點。過去由於電池相關技術的限制,手機廠商在權衡諸如機身體型、續航等因素後,選擇了大力發展快充技術,並透過提高充電效率來變相延長手機的續航時間。

但使用者需求的不斷增加,手機快充也曾一度陷入了唯功率論的迷途,然而高功率快充所帶來的成本增加以及使用者體驗的邊際效應,很快也讓廠商意識到這種方式並不明智。如今,絕大部份機型的的峰值快充功率已經回到了百瓦級,並在使用者體驗和成本之間找到了一種平衡。

如今隨著智能電池容量的繼續提升,手機廠商必然就需要重新考慮電池容量與充電效率之間的平衡點。此前電池的主流容量基本在4500mAh-5000mAh水準,在其基本增加了10%-20%、達到6000mAh這一水平之後,也就意味著在快充效率保持不變的情況下,充電時間必然會有所提升。在此前使用者已習慣了「半小時滿電」的情況下,這必然就會導致體驗的下降,因此提升充電效率也勢必將會被手機廠商提上日程。

不過對廠商而言,這種改變所面臨的是「牽一發而動全身」。眾所周知,電池能量密度與高功率快充之間還存在著一定的矛盾,並且這是由電池材料的物理特性所決定。想要提升充電功率,就需要降低能量密度以確保安全性和穩定性,但隨之而來的就是電池體型的增加。因此如何在相關技術的局限找到新的平衡點,無疑將會是手機廠商下一步所需要解決的問題。

隨著一加冰川電池的亮相,智能電話電池技術的前進演化也再次成為了外界關註的焦點。而透過使用新型矽碳負極電池,以及對半固態、固態電池相關技術的研發,各大廠商也正在不斷提升電池的能量密度,從而逐步緩解使用者的續航焦慮,在這一輪電池技術提升完成後,接下來極有可能還會迎來快充方案的升級,從而達到使用體驗的進一步提升。