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電池知識

電池技術(shù)的停滯不前是折疊屏手機的一個短板嗎?

來源:寶鄂實業(yè)    2019-05-17 14:51    點擊量:

前面的答主已經(jīng)表達過這種觀點:電池技術(shù)的停滯不前是折疊屏手機的一個短板,但是還不足以成為一個瓶頸。

現(xiàn)代智能手機技術(shù)發(fā)展的速度非??欤热缛A為的拍攝鏡頭模組,在某些時候已經(jīng)能達到照相機的水準,比如蘋果的原深感鏡頭能把手機解鎖安全和便捷提升到一個新高度。還有不斷進步的SoC和越來越絢麗的屏幕等。在這些技術(shù)面前,鋰電池技術(shù)進步幾乎顯得不值一提。

現(xiàn)在智能手機(主要以iPhone X為例),包括折疊屏手機(主要以華為Mate X為例)的電池循環(huán)次數(shù)是有限的。以我手中的iPhone為例,大約是500次。蘋果官網(wǎng)對循環(huán)的定義是:您使用 電子設(shè)備時,電池會經(jīng)過充電循環(huán)。當(dāng)您使用電池的所有電量時,便會發(fā)生充電循環(huán),但這不一定意味著一次充電。例如,您可能會在一天內(nèi)使用了筆記本電腦的一半電量,然后將其重新充滿電。如果您第二天同樣如此,則會計作一次充電循環(huán),而非兩次。通過這種方式,可能需要幾天的時間才能完成一個循環(huán)。經(jīng)過500次循環(huán),電池的峰值容量性能會下降到80%以下,這種循環(huán)在我的使用習(xí)慣下大約可以堅持兩年。所以電池壽命暫時不會影響到華為折疊屏兩年的使用壽命(我個人感覺華為的電池比我的iPhone耐用)。

關(guān)于電池續(xù)航的問題,其實也不是一個特別大的問題。隨著SoC的制程工藝進步,處理器的功耗會進一步降低?,F(xiàn)有的OLED顯示技術(shù)不斷進步也可以帶來功耗上的降低。折疊屏手機大多數(shù)使用場景應(yīng)該還是“手機”,而不是“平板”。所以電池的續(xù)航不會對手機有太大的影響。從iOS設(shè)備的續(xù)航表現(xiàn)來看,通過系統(tǒng)優(yōu)化也是可以提升電池續(xù)航時間的。而各類快充標(biāo)準也在不斷進步,華為發(fā)布的55w快充能在半小時將手機電量從0%充至85%,小米也首發(fā)了20w無線快充,也變相的大大提升了手機的續(xù)航能力。所以這部分也不是特別大的問題。

關(guān)于電池材質(zhì)的問題,現(xiàn)有的折疊屏手機都是通過兩個電池來實現(xiàn)供電的,即中間的鉸鏈會阻止設(shè)備能擁有一塊超大電池。我認為這在出現(xiàn)更安全的柔性電池材料前不會有很大改變。

我查閱了部分資料,石墨烯將來在鋰電池電池的應(yīng)用會有效提升傳統(tǒng)鋰電池的導(dǎo)電效率、導(dǎo)電性能、韌性。石墨烯的應(yīng)用能提高電池的可逆比容量,提升電池的充放電性能,延長電池的效率。能提高電極材料的電子傳遞速率和脫嵌鋰離子速率,提高鋰電池倍率性能,實現(xiàn)更快速充電。還能有利于研發(fā)可變形性強的電池材料,提升電池的環(huán)境適應(yīng)能力,增強在柔性電池方面的應(yīng)用。

另外我有一點看法:我認為真正會遏制折疊屏手機大面積發(fā)展的可能是屏幕材質(zhì)或是鉸鏈設(shè)計,以及系統(tǒng)適配。首先是屏幕材質(zhì),目前折疊屏手機均使用了塑料(具體化學(xué)材質(zhì)我暫時沒查到,會后續(xù)補充)。塑料的耐刮性能是不如玻璃的,而采用華為這樣的外折方式折疊區(qū)域會直接接觸造成刮擦的物質(zhì),如何提升抗刮擦能力是一個重點。智能手機本身的趨勢是去機械化,例如e-sim。但是近兩年手機的機械結(jié)構(gòu)開始呈現(xiàn)增加趨勢。伸縮攝像頭,雙軌潛望式機身的出現(xiàn)以及滑蓋的回歸讓我們有些擔(dān)憂機械結(jié)構(gòu)會困擾手機更長久的使用。折疊屏手機還有一個很大的問題就是目前安卓對大屏的適配問題。如果只是一個放大了的手機,那么折疊屏就顯得有些華而不實。我們可以參考TNT??v使我們加上了鍵盤和鼠標(biāo),如果沒有相對更多的軟件適配那種操作方式,也會顯得很雞肋。而目前安卓的大趨勢有點傾向于放棄平板,連Google自身都推出了ChromeOS。


從目前的輿論效果及廠商反應(yīng)來看,折疊屏幕距離量產(chǎn)尚有距離,但是電池并非主要因素即瓶頸。

折疊屏的最大技術(shù)困難在于柔性顯示屏幕和柔性PCB支持,而顯示屏是最大的瓶頸。

 

1、柔性顯示屏幕

柔性顯示屏幕由OLED技術(shù)支持。OLED目前已經(jīng)成熟地應(yīng)用于“可彎曲”,但是距離實用的“可折疊”尚有距離。

彎曲屏幕只在2015-2016年間短短地火熱過幾個月,很快被全面屏的概念所取代。

而“可折疊”,對于OLED的品質(zhì)及耐用性極大地提高。

中國的柔宇科技在2014年就宣稱已經(jīng)發(fā)布厚度僅0.01mm(編者按:此厚度極具爭議?。?/i>的OLED顯示器,且已經(jīng)與智能手機成功對接,然而5年過去了,沒有任何量產(chǎn)的消息及實際產(chǎn)品放出?!?】

而目前柔性O(shè)LED顯示器的領(lǐng)跑者是LG。LG的柔性顯示屏厚度約0.44mm,但是尚未達到可自由折疊的狀態(tài),主要應(yīng)用于曲面電視等產(chǎn)品。

大家可以想象,一個極其纖薄的顯示屏,其可耐折疊的能力必然極弱,更何況上面布滿了半導(dǎo)體器件,這對于材料的要求是極致的。同時,OLED的主要材料是有機半導(dǎo)體,其正面的二極管結(jié)構(gòu)與背面的晶體管支持,如若全部采用有機物,則其耐用性及性能是受到極大限制的。

所以說,柔性顯示屏幕才是可折疊手機量產(chǎn)的最大瓶頸。

 

2、柔性PCB支持

相比于柔性顯示屏,柔性PCB(Flexible Printed Circuit Borad, FPC)技術(shù)目前則較為成熟。

利用可靠的聚合物基材,現(xiàn)行的FPC技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各類電子產(chǎn)品的線路連接。

不過,針對折疊屏,其最大限制在于:連接處的厚度及耐用程度。即多次折疊之后,利用FPC連接的線路是否依然可靠,對于基材,膠連,沉銅電銅技術(shù),表面處理技術(shù)的要求都明顯更上一個臺階。

 

筆者認為,相比于電池技術(shù),柔性顯示屏及柔性PCB對于折疊屏量產(chǎn)的限制更大,技術(shù)難關(guān)也更為明顯。電池大小頂多使得手機厚一點或者薄一點;而上述兩個技術(shù)直接決定了產(chǎn)品是否可靠及可否量產(chǎn)。

不想說是不是“量產(chǎn)的瓶頸”,但肯定是折疊屏手機質(zhì)量可靠、大眾接納的瓶頸,

實際上說白了,電池是所有手機的瓶頸。

從黑白屏幕到現(xiàn)在的折疊視網(wǎng)膜屏,

從和弦彩鈴到現(xiàn)在的藍牙動次打次,

過去一千條短信已滿,如今可以放進去幾十部電影,

當(dāng)年只有俄羅斯方塊,現(xiàn)在都能吃雞了,

內(nèi)置啤酒瓶扳手、的士高歌聲嘹亮、炫彩跑馬燈、雙卡雙待……

手機的一切功能都在飛速進步,

唯獨這個電池啊!這十年基本上就沒有大的進步。

所以過去待機幾天的手機,現(xiàn)在能撐一天就不錯了。

作為前鋰電池行業(yè)研發(fā)人士,我很慚愧(慚愧得我都改行了,霧)

而如果真的想任意折疊,對于電池是有更高要求的,

不僅僅是隔膜要拉來拽去無數(shù)次,正極負極和集流體也有新要求。有人說石墨烯,我當(dāng)時在石墨烯上花了差不多兩年的公費功夫,而且我也能自己用化學(xué)法制備石墨烯(不過通常需要師妹在旁搭把手,這活兒最好兩個人),雖然不是單層,但夠用了。

然而,目前來看,如果電池機理不革新,石墨烯對解決容量問題作用不大。沒錯,石墨烯能解決很多問題,然而根本問題還在。

至于說快充,倒是一個相對容易實現(xiàn)的技術(shù)。但我也要指出:現(xiàn)在很多快充是虛胖,微觀結(jié)構(gòu)、電極性質(zhì)和電化學(xué)原理決定了快充也不是那么簡單的。

而多層電池單元堆疊出來的整體,又是個挑戰(zhàn)。

怎么辦呢?想到一種解決辦法,幾十年應(yīng)用歷史了,那就是

鈉!硫!電!池!

這是一種液態(tài)電池,既然是液體,當(dāng)然不怕來回折疊的材料疲勞斷裂和錯位啦~

本圖來源是一篇學(xué)術(shù)論文,回頭我補上出處

但是也有缺點,為了保證熔融態(tài),這種電池需要三百多度才能正常工作

怎么辦呢?我想到一句標(biāo)語——

四核799,哪能不燙手?

鑒于“暖手寶”小米發(fā)熱量方面的優(yōu)勢,就是它了!


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