手機電池容量的＂大躍進＂時代或許就在眼前。在過去的十幾年裏，我們見證了手機處理器、網絡攝影機、螢幕等硬件的飛速前進演化，但電池容量的提升卻步履維艱。一個小小的電池，就像手機發展的＂唯一短板＂，成為制約手機全面前進演化的最大瓶頸。最新的研究進展給了我們希望，電池容量的＂大躍進＂時代或許就在眼前。
電池容量陷入瓶頸期
回顧手機電池的發展歷程，我們不難發現它的前進演化之路曲折而緩慢。最早的手機使用鎳鎘電池，盡管能量密度較高，但含有劇毒物質鎘，且存在記憶效應，很快被淘汰。上世紀90年代，鎳氫電池開始廣泛套用於手機，雖然解決了鎳鎘電池的環保和記憶效應問題，但能量密度依然有限。
直到本世紀初，鋰離子電池的出現才讓手機電池容量得以大幅提升。憑借更高的能量密度，鋰離子電池為智能電話時代的到來做出了重要貢獻。但就在人們以為電池技術終於迎來新紀元之時，鋰離子電池也陷入了瓶頸期。數據顯示，近十年來電池容量的年均增長率僅為10%，遠遠落後於手機其他硬件的叠代速度。
以iPhone 13 Pro Max為例，其電池容量為4352mAh，比十年前的iPhone 4僅提升了50%左右。而同期，手機處理器主頻增長率高達1500%，網絡攝影機像素增長率更是達到5000%，螢幕分辨率增長率為1250%。電池容量的滯後發展，已經成為制約手機全面前進演化的最大瓶頸。
電池材料創新將帶來能量密度的大幅提升
手機電池容量為何難以實作突破？主要原因在於電池材料創新步伐緩慢。傳統的鋰離子電池采用石墨作為負極材料，理論能量密度有限。而矽是一種極具潛力的負極材料，理論能量密度是石墨的10倍之多，如果能夠大規模套用於電池負極，將為電池容量帶來數量級的提升。
矽在充放電過程中會發生較大體積變化，導致電極粉化、失效，一直制約了矽基負極材料的實際套用。直到最近，科學家們終於在這一難題上取得重大突破。深圳先進技術研究院最新研發出一種新型鋁基復合負極材料，將鋁和矽進行復合，成功解決了矽負極材料的體積變化問題，使其能夠在鋰離子電池中大規模套用。
新型鋁基負極材料所搭載的鋰離子電池，能量密度比傳統電池提高13%-25%，這意味著手機電池容量有望實作數量級的＂大躍進＂。正極材料也在不斷創新，超高鎳三元材料、富鋰錳基材料等高能量密度材料有望替代傳統的正極材料，進一步提升電池容量。
除了新型負極和正極材料，固態電池也被視為提高電池能量密度的一個重要方向。固態電池采用固體電解質代替了傳統的液態電解質，理論能量密度可以比現有鋰離子電池提高2-3倍。目前，寧德時代、比亞迪等車企已開始布局固態電池，未來有望在手機電池領域落地套用。
快充技術與電池容量＂齊頭並進＂
提高電池容量固然重要，但如何縮短充電時間同樣是手機廠商需要考慮的一個重要問題。哪怕電池容量再大，如果充電時間過長，也難以給使用者帶來良好的使用體驗。 快充技術與電池容量必須＂齊頭並進＂，才能從根本上解決手機電量焦慮的難題 。
當前，手機快充技術發展迅猛，充電功率不斷提高。中國手機廠商在這一領域處於領先地位，小米、OPPO、vivo等品牌的旗艦機型已經實作120W乃至240W的超級快充。快充協定也在逐步統一，國內手機廠商最新推出的UFCS快充協定，最高支持240W的輸出功率，有望成為行業新標準。
快充技術的發展離不開創新材料的支持。例如，碳納米管由於具有優異的導電性和耐高溫效能，被廣泛套用於快充電池的負極材料，有助於提高電池的快充能力。 電池管理系統的智能化程度也在不斷提高，透過最佳化演算法，實作對電池充放電過程的精細化管理，進一步提升快充的安全性和效率 。
值得註意的是，快充技術並非一勞永逸的解決方案。當前，手機快充功率雖然不斷提高，但超過120W之後，對使用者體驗的提升已經有限。快充的本質是在短時間內將大量能量輸送給電池，必然會加劇電池的發熱和老化。提高電池本身的能量密度，增加電池容量，才是從根本上解決手機電量焦慮的關鍵所在。
換電模式或將成為電池容量提升的＂最佳拍檔＂
除了依靠電池材料和快充技術的創新，換電模式也被視為提升手機航能力的一個重要出路。與增程技術不同，換電模式完全拋棄了燃油發電機，實作了純電動的＂終極形態＂。使用者只需在換電站更換一個全新的電池組，就能在7秒內完成＂滿血復活＂，解決了電池容量和充電時間的雙重困擾。
近年來，隨著國家政策的大力支持，換電模式在商用車領域的套用逐漸成熟。北汽、吉利、蔚來等車企紛紛加入換電陣營，並在全國範圍內加快布局換電站網絡。換電模式也開始在乘用車領域落地，蔚來、小鵬等新造車勢力成為換電模式的積極探索者和推動者。
換電模式在乘用車領域的推廣仍面臨諸多挑戰，如換電站建設成本高、換電流程標準化程度低等。未來或許還需要政府、車企、電池企業等多方通力合作，共同推動換電模式的發展。一旦換電模式真正在乘用車領域落地，將為電池容量的提升註入新的動力，成為快充技術的＂最佳拍檔＂。
手機電池容量之所以長期被＂遺忘＂，主要是由於電池材料創新乏力。但隨著新型負極材料、固態電池等創新技術的不斷湧現，電池容量的＂大躍進＂時代指日可待。快充技術和換電模式的發展也將為電池容量的提升註入新的動力。
電池容量、快充技術和換電模式將形成＂鐵三角＂關系，相互促進、相得益彰。只有三者協同發展，我們才能從根本上解決手機電量焦慮的難題，讓智能電話的體驗更加完美。對於手機廠商而言，誰能抓住這一發展趨勢，誰就能在未來的手機競爭中占據更有利的位置。
