鎳鎘電池和鎳氫電池區(qū)別是什么?
隨著手機(jī)行業(yè)的快速發(fā)展,與其相關(guān)的技術(shù)也在不斷革新,作為衡量手機(jī)性能的重要指標(biāo)--手機(jī)電池,也就自然而然地成為國(guó)內(nèi)外企業(yè)競(jìng)相創(chuàng)新的技術(shù)。
上世紀(jì)90年代,手機(jī)行業(yè)的先行者諾基亞發(fā)售了其第一款手機(jī)Mobira Cityman,這部手機(jī)重約790克,其中裝配的鎳鎘電池差不多占據(jù)了整部手機(jī)的一半重量和體積,但僅可以支撐不到10個(gè)小時(shí)。另外,當(dāng)時(shí)采用的鎳鎘電池具有記憶效應(yīng),一次充電后必須完全將電池電量耗盡方可再次充電,否則電池就會(huì)記住縮短的使用時(shí)間,造成充電周期縮短。不僅如此,鎳鎘電池在長(zhǎng)時(shí)間通話(huà)后還會(huì)發(fā)熱變形,加之鎘元素具有毒性,因此手機(jī)市場(chǎng)亟需新的電池技術(shù)。
隨后不久,鎳氫電池開(kāi)始裝配在手機(jī)中。這種電池與鎳鎘電池相比有了較大進(jìn)步:更輕、更薄、無(wú)毒且電池密度更大,記憶效應(yīng)也大幅減小。但是,鎳氫電池在使用時(shí)仍需進(jìn)行20次左右的完全充放電操作,且發(fā)熱變形問(wèn)題依然存在。資料顯示,諾基亞3310、摩托羅拉v66等均采用了鎳氫電池。
“鋰電池的使用是手機(jī)電池革命的里程碑。”國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利局電學(xué)發(fā)明審查部審查員劉琳在接受本報(bào)記者采訪(fǎng)時(shí)表示,沒(méi)有鋰電池的商用,手機(jī)就不可能由之前重達(dá)1斤多的“大哥大”瘦身為如今可以輕易裝進(jìn)衣兜的“小身材”。
但是,在鋰電池研發(fā)早期,也存在一些技術(shù)缺陷,如硬件電路需要設(shè)計(jì)保護(hù)電路防止過(guò)充電或者過(guò)放電;當(dāng)時(shí)鋰電池的電解液是液態(tài)的,在生產(chǎn)中,需要在正負(fù)極材料卷心完成后注入電解液,在生產(chǎn)和使用過(guò)程中存在漏液風(fēng)險(xiǎn)等。圍繞這些問(wèn)題,國(guó)內(nèi)外企業(yè)進(jìn)行了創(chuàng)新和專(zhuān)利布局。
劉琳通過(guò)德溫特世界專(zhuān)利索引數(shù)據(jù)庫(kù)(DWPI)對(duì)已公開(kāi)的相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)進(jìn)行檢索發(fā)現(xiàn),截至2017年9月30日,與鋰電池相關(guān)的專(zhuān)利申請(qǐng)為5.4萬(wàn)余件,其中中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)為2.7萬(wàn)余件,國(guó)外專(zhuān)利申請(qǐng)為2.6萬(wàn)余件。從專(zhuān)利申請(qǐng)趨勢(shì)來(lái)看,鋰電池專(zhuān)利申請(qǐng)?jiān)?006年至2010年增速較為明顯,這段時(shí)間正值智能手機(jī)飛速發(fā)展時(shí)期。
“在鋰電池領(lǐng)域,日韓企業(yè)表現(xiàn)較為搶眼,其中日立、三星、索尼3家企業(yè)的專(zhuān)利申請(qǐng)量均在1000件以上;國(guó)內(nèi)企業(yè)表現(xiàn)較為突出的是天津力神,專(zhuān)利申請(qǐng)量為421件。近年來(lái),我國(guó)在鋰電池領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)自2010年后開(kāi)始大幅增長(zhǎng),逐漸超越外國(guó)申請(qǐng)人的專(zhuān)利申請(qǐng)量。”劉琳表示。
經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外企業(yè)不斷創(chuàng)新研發(fā),鋰電池很好地解決了之前兩代手機(jī)電池的突出缺陷,不再具有記憶效應(yīng),不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害,體積小、重量輕,能夠支持手機(jī)較長(zhǎng)時(shí)間的使用。
劉琳介紹,目前,大部分鋰電池已經(jīng)被鋰聚合物電池所取代。鋰聚合物電池采用凝膠狀的電解液來(lái)代替液態(tài)的電解液,因此不存在漏液?jiǎn)栴};同時(shí),鋰聚合物電池更薄,可輕微彎曲,容量是同樣體積大小的鋰電池的2倍。據(jù)悉,目前iPhone均采用鋰聚合物電池。
提及iPhone,就不得不說(shuō)蘋(píng)果公司前不久發(fā)布的iPhone X。該款手機(jī)采用了Qi無(wú)線(xiàn)充電技術(shù),采用玻璃后蓋和可對(duì)多個(gè)設(shè)備同時(shí)充電的無(wú)線(xiàn)充電板,讓無(wú)線(xiàn)充電更便捷。劉琳通過(guò)DWPI對(duì)已公開(kāi)的相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)進(jìn)行檢索發(fā)現(xiàn),截至2017年9月30日,與手機(jī)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)相關(guān)的專(zhuān)利申請(qǐng)為1600余件,其中中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)為1000余件,外國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)近600件,其中蘋(píng)果持有2件與手機(jī)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)相關(guān)的專(zhuān)利申請(qǐng)。
總體來(lái)說(shuō),我國(guó)企業(yè)近年來(lái)一直緊跟電池材料創(chuàng)新動(dòng)態(tài)且進(jìn)行了積極的專(zhuān)利布局,如華為在2016年研發(fā)出石墨烯基鋰電池,將石墨烯作為一種介質(zhì)加入鋰電池中,來(lái)進(jìn)行高效散熱,從而允許鋰離子在正負(fù)極之間快速運(yùn)動(dòng)而提高電池容量,縮短充電時(shí)間。此外,鑒于消費(fèi)者對(duì)于手機(jī)電池續(xù)航能力、充電時(shí)間、安全性能等要求不斷提升,未來(lái),我國(guó)企業(yè)不妨在手機(jī)電池快充技術(shù)、無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)等方面加大研發(fā)力度。(本報(bào)記者 胡姝陽(yáng))
















