續(xù)航無止境電池容量能否突破5%增長魔咒？

劉亞杰

電池

解構(gòu)手機系列之二

智能手機進入微創(chuàng)新時代后，如何提升產(chǎn)品細(xì)節(jié)的用戶體驗成為廠商關(guān)注的焦點，優(yōu)化續(xù)航表現(xiàn)正在成為廠商提升產(chǎn)品競爭力的重要途徑，電池技術(shù)的發(fā)展成為全行業(yè)的焦點。

眾多專家向記者表示，優(yōu)化手機續(xù)航表現(xiàn)，電池廠商做了大量工作。不過只在電池上做文章，已經(jīng)無法應(yīng)對日益復(fù)雜的用戶需求，已經(jīng)到了改變“一肩挑”式發(fā)展思路的時候?！白屖謾C有更好的續(xù)航表現(xiàn)，需要來自產(chǎn)業(yè)鏈上下游廠商的共同支持?！盩CL金能電池公司研發(fā)部副總工程師王理表示。

新訴求時代

功能手機時代，手機續(xù)航問題并不突出。

德賽電池有限公司技術(shù)中心總監(jiān)何岸向記者表示，早期功能手機是用戶“移動信息交互平臺”。用戶購買智能終端，主要的訴求在于打電話和發(fā)短信。訴求簡單，代表人機交互也簡單，因此一張2英寸以內(nèi)的手機屏幕即可呈現(xiàn)所有的交互信息，這并不需要電池具備強悍的功能?！?010年以前，800mAh的手機電池即可支撐手機運行近一周的時間。”何岸表示。

然而在智能手機時代，情況開始變得復(fù)雜。除了基礎(chǔ)功能，更多用戶頻繁且長時間上網(wǎng)、聽音樂、看視頻、打游戲。顯示屏也從單色屏升級為TFT或IPS屏幕，顯示效果甚至達到FHD甚至2K水平。手機強大的吸引力，讓消費者使用手機的時間成幾何倍數(shù)增長，很快培養(yǎng)出一批批“手機控”與“低頭族”，也讓他們開始意識到手機電池不夠用了。

“最初市場給電池廠商的壓力并不算太大?！蓖趵肀硎?，2010年以后大屏智能手機成為行業(yè)主流。雖然動輒4英寸甚至5英寸屏幕的手機，放大了機身艙體的空間，電池容量越來越力不從心，但是電池廠商可以生產(chǎn)大體積電池，匹配不斷提升的能源需求。這種簡單有效的方式，讓電池的容量很快提升到了2000mAh。“在電池技術(shù)演進的所有方式中，通過加大體積提升電池容量的技術(shù)門檻最低。”王理補充說。

只是這種方案演進的方式并沒有讓電池廠商高枕無憂，因為它有很強的時效性。在大屏手機出現(xiàn)后不久，超薄手機成為市場新寵。功能機時代，用戶可以接受的機身厚度甚至超過2cm；智能機時代，厚度為1cm的產(chǎn)品已然無人問津。大屏手機時代，存放電池的空間越來越小。

挑戰(zhàn)越大，代表機會越大。隨著智能手機市場爆發(fā)式增長，市場強大的吸引力推動一次技術(shù)革命提早到來。2010年，蘋果公司首款平板電腦iPad。與之前的終端平臺不同，該產(chǎn)品放棄了鋁殼電池方案，配置聚合物與軟包裝電池——這項被廣泛認(rèn)為可能還需要一段醞釀期的新技術(shù)。

依靠承壓能力更強、體積更小、重量更輕等先天優(yōu)勢，聚合物與軟包裝電池扭轉(zhuǎn)了鋁殼電池的市場壟斷地位，將后者的市場占有率從80%以上，壓縮至不到20%；自己的市場占有率也提升至30%左右?！澳壳?，聚合物與軟包裝電池已經(jīng)占領(lǐng)高端電池市場?！蓖趵肀硎?。

5%的想象力空間

當(dāng)所有人都將聚合物與軟包裝電池視作根治續(xù)航頑疾的唯一救世主時，現(xiàn)實最終給出了否定的答案。

某手機廠商工作人員向記者表示，從2014年開始，越來越多的廠商意識到，5至5.5英寸的智能手機被最多的用戶采用，因此電池廠商已經(jīng)在幾乎沒有改變的物理空間內(nèi)，連續(xù)兩年提升電池容量，電量密度已非常之高?？紤]到安全性，電池的包裝膜、隔離膜以及正負(fù)極材料都需要一定物理空間，聚合物與軟包裝電池的電芯材料已經(jīng)非常薄，提升的空間已經(jīng)有限。

德賽電池的工程師表示，提升聚合物與軟包裝電池工藝水平是存在上限的，無法無限制優(yōu)化。材料越薄，同等工藝水平下產(chǎn)品的安全性與可靠性越差，強行在電芯能量密度上挖潛并非一勞永逸。

主流正極材料有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三原材料，相應(yīng)材料基本上已經(jīng)做到理論的能量密度上限。因此如果沒有導(dǎo)入新材料技術(shù)，電池的能量密度水平想要繼續(xù)大幅提升已經(jīng)比較困難?！澳壳?，主流電池解決方案的密度水平已達到680Wh/L，這個數(shù)值已經(jīng)很高?！痹摴こ處煴硎尽?/p>

既然提升能量的總量已經(jīng)接近上限，一些廠商開始轉(zhuǎn)變思路，開始通過縮短充電周期的方式優(yōu)化用戶體驗。何岸表示，包括OPPO的VOOC閃充技術(shù)與TI的Maxcharge技術(shù)，原理上都是通過增大的方式提升充電效率。與增大電池容量的問題相同，提升安全性同樣是必須面對的困難。廠商需要開發(fā)并優(yōu)化手機底層能源管理系統(tǒng)，才能確保產(chǎn)品的安全系數(shù)，這都需要較大規(guī)模的投入。

至于提升充電限壓，還需要解決一系列負(fù)載問題。王理表示，目前主流手機的充電限壓只能達到4.35V，未來會提升至4.6V到5V，只是這還需要一段準(zhǔn)備期?！鞍凑漳壳暗陌l(fā)展趨勢，電池廠商只能讓電池容量保持每年5%的增量升級?！焙伟侗硎?。

統(tǒng)一節(jié)能戰(zhàn)線

既然“開源”方式暫時行不通，“節(jié)流”的可行性就更強了，只是這還需要上下游廠商的幫助。

某個人用戶向記者展示了華為Mate8的能耗記錄。數(shù)據(jù)顯示，在硬件方面，手機屏幕的耗電量最高，占據(jù)整機能耗的27.99%，CPU、GPU、移動數(shù)據(jù)收發(fā)裝置也成為能耗大戶；軟件方面Android系統(tǒng)18.66%的耗電量占比同樣不容小覷。另外，一些內(nèi)存清理軟件和省電精靈等應(yīng)用同樣占據(jù)不小的比例。由此看來，果真想要達到省電的效果，既需要上游硬件廠商繼續(xù)優(yōu)化解決方案，也需要下游手機廠商優(yōu)化底層操作系統(tǒng)。

某供應(yīng)鏈廠商工作人員表示，為達到省電的效果，硬件廠商已經(jīng)提出相應(yīng)解決方案。以屏幕廠商為例，AMOLED屏幕技術(shù)能夠讓屏幕在顯示黑色的時候不發(fā)光，降低了整體功耗；華為Fellow艾偉表示，得益于芯片制程技術(shù)從之前的28nm升級至16nm，其解決方案內(nèi)核性能和能效比提升11%和30%，功耗卻降低了20%；何岸表示，眾多手機廠商已經(jīng)意識到底層操作系統(tǒng)在能耗表現(xiàn)上仍然有提升空間，為此已經(jīng)開始優(yōu)化能源管理系統(tǒng)，以提升智能手機整體的續(xù)航表現(xiàn)?！皟?yōu)化智能手機的續(xù)航表現(xiàn)，需要來自產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的共同努力?！蓖趵肀硎?。