从几像素的迷你黑白屏，到百万像素的震撼全面屏，科技进步如此之快让人瞠目结舌。但是，手机有一个重要的部件，几十年来都没有太大的改进。人们对此抱怨最多，那就是电池。在功能机时代，手机充满电能用2-3天甚至更久的情况并不少见，但在大屏智能机时代，手机的续航突然下降到一天，甚至更少。为什么摩尔定律不适用于电池的发展？为什么电池的小型化和容量化这么难？电池的发展经历了怎样的过程？今天，我们就来说说手机电池的前世今生。早期采用技术成熟的圆柱形镍镉电池来解决可用性问题。1980年代，世界上第一部真正意义上的手机——摩托罗拉DynaTAC8000X面世。这个方块看起来像一块砖，重2块（907克），售价3,995美元，约合人民币25,261元。那么它的电池是什么样子的呢？其电池仓的内部设计可谓是千篇一律。6颗圆柱形电池用胶带捆扎成电池组，输出电压为7.5V。与当今常见的3.8V电池电压相比，功耗要高很多。它使用的电池正是那个时代广泛使用的镍镉电池（Nickel-CadmlumBattery）。需要7.5V高压供电的设备，自然耗电量很大。虽然配备了如此巨大的电池组，但摩托罗拉DynaTAC8000X的通话时间只有20多分钟。然而，更糟糕的是，充满电最多需要10个小时。除了电池寿命短、充电时间长，镍铬电池的记忆效应也很严重，导致用户无法随用随充。但在那个时代，容量更高的锂电池和镍氢电池还处于实验室阶段。科学家们只能继续使用镍铬材料，但想方设法改善内部空间，让电池占用的体积更小。先进技术优化电路，降低功耗，从而在不断创新中缩小手机体积。20世纪90年代初期，电池的小型化是以定制化的方式实现的。20世纪90年代初，随着2G标准的确立，移动通信技术日趋成熟，并迎来爆发式增长。然而，传统“大哥大”的外观尺寸却成为了用户吐槽最多的问题。可以说，手机设计越小，谁拥有市场。因此，为了小型化，手机厂商开始摒弃传统的装有圆柱形镍铬电池的电池仓，转而采用定制化的微型化镍铬电池组。1992年10月，诺基亚推出的第一款GSM手机1011就采用了这种设计。它的重量控制在476g，几乎是早期“老大哥”重量的一半。虽然系统的设计电压依然是7.2V，但得益于改进的功耗控制，整机待机时间可达12小时，3小时通话时间是第一代“大手机”的6倍”。但这样的表现还是需要一天充电一次，而镍铬电池的充电时间在10小时左右，想想还是挺不方便的。什么是记忆效应？如果你接触过90年代的老式手机，一定要记住，这些手机在刚开始使用的时候，一定要长时间充电，每个月左右都要深度充电。释放。否则，手机的电池容量会明显减少。这就是记忆效应。这种现象在早期的镍镉电池中最为常见，中期的镍氢电池略有影响，但到了后期的锂电池时代，这个问题就不存在了。所以在锂电池时代，我们可以边走边给手机充电、使用。20世纪90年代，随着半导体电路技术的进步，手机的体积在工程师的图纸上越来越小，但光是电池的体积并不能像整机那样按比例缩小。道理大家都很清楚，镍镉电池只能提供有限的电量，想要让手机拥有不错的续航能力，只能保持较大的电池空间比。1990年，镍氢电池开始商用。镍氢电池的问世，让业界对手机电池有了新的希望，因为这种电池技术的成本相比镍铬电池并没有增加多少，但电池容量却有了明显的提升。同样让设计者感到欣喜的是，与镍铬电池相比，镍氢电池不仅更加环保，而且记忆效应也不太明显，可谓是理想的替代产品。对于90年代初的手机用户来说，手机的外形就是一块砖头。然而，有一款手机却颠覆了大家的认知，那就是——摩托罗拉StarTAC，它采用了贝壳形的翻盖设计，单手即可轻松握持，还能做到如此迷你的身材，当然是它了兼容小型化电池设计。是密不可分的。摩托罗拉StarTAC使用了一块小型镍氢电池，电池电压也从传统的7.5V降到了3.6V。锂电池时代，从步履蹒跚到一统天下1992年，索尼研发多年的锂离子电池终于投入商用。但由于价格偏高，功率优势微乎其微，索尼只能在自家产品上试一试。.然而，这一切在1994年的一句口号打破了，当时戴尔的笔记本产品首次使用了锂离子电池。并奏道：“戴尔笔记本电脑，让你在从纽约到洛杉矶的飞机上使用它！”这句广告语犹如：“充电五分钟，通话两小时”在当时的人们记忆犹新。此后，不少手机厂商纷纷在产品中使用锂离子电池，作为产品的一大卖点。这也为后来锂离子电池碾压镍氢电池，成为手机标配奠定了基础。还记得我们之前谈到的摩托罗拉StarTAC吗？锂离子电池当时也作为配件推出，但只是可选件，需要比原装镍氢电池支付更高的费用。因为锂电池可以带来更高的电池容量，所以这个配件在当时非常流行。到20世纪90年代末，随着锂电池材料技术的革新和制造技术的进步，容量和成本都有所下降。再加上锂电池没有记忆效应，因此赢得了越来越多手机厂商的青睐。锂电池时代已经到来！21世纪初，手机的形态焕发新生。时间来到了20世纪的前十年。相信这是80、90后手机爱好者最幸福的时代。因为在这十年里，出现了太多外观充满想象力的产品，比如下面几款：手机电池的形状一直在进化，潜移默化地影响着手机的外观。起初，手机体积庞大，体积庞大；后来电池缩水很多，翻盖手机开始有了颠覆性的设计。而后来，当电池可以轻松埋入手机内部并隐藏起来时，手机的设计开始天马行空。由此可见，手机电池的大小对手机外观的影响是巨大的！镍铬、镍氢电池为何被淘汰？镍铬电池含有金属铬，会污染环境，这种电池的记忆效应很明显。它没有优势，不适合需要边走边充电的手机，所以会被淘汰。镍氢电池虽然非常环保，但有轻微的记忆效应，但随着技术的成熟，这个问题已经有所缓解。与锂离子电池相比，它在容量上存在硬伤，随着后者成本的降低，镍氢电池的成本优势不复存在，所以锂离子电池最终会取代两者。为什么市面上都是AA、AA镍氢充电电池，而不是锂电池？因为在早期，AA电池的电压被规定为1.2V，很多产品都是在这个标准下诞生的，比如钟表、录音机、遥控器等产品，镍氢电池的平台电压刚好1.2V，而且在循环次数和成本上都优于锂电池，所以平台电压3.7V的锂电池存在的意义不大。大屏时代——电池再次成为发展瓶颈。2007年，苹果发布了iPhone，正面大屏幕，一个按键，一个听筒，能看到的就这些。如此极简的设计在当时引起了不小的轰动，但后来这种大屏设计似乎成为了行业标准，并一直延续至今。然而在这样的设计下，电池再次成为了制约手机发展的瓶颈，因为手机的续航又回到了每天充电一次的水平。今天我们拆开手机，会发现它的内部结构，电池占据了大部分空间。今天的锂电池比以往任何时候都更加能量密集。但这经不起我们对手机日益增长的依赖，导致屏幕、处理器、内存和其他电子元件吞噬电池释放的电子。手机的设计者也在不断寻找解决方案。例如下面的例子：在我拆解的中兴天机MAX手机中，设计师利用锂离子聚合物电池自由塑造造型的特性，创造了叠片电池，将内部仅剩的一点空间挤得水泄不通。手机。但成本高，效果小，未成为主流。苹果用iPhoneX告诉我们，如果一块锂离子电池解决不了问题，那我们可以用两块来解决。但根本问题在于，电池依然占据了大部分空间，手机的续航表现并不突出。另一种曲线救国的方式已经成为行业主流，那就是引入快充技术。但是，充电过快会对电池的安全和寿命产生影响。为此，一些厂商开始在电池材料本身做手脚。在荣耀Magic的电池中，华为引入了全新的锂离子聚合物电池技术。通过引入杂原子，改变石墨负极的分子结构，从而在不影响电池寿命的情况下实现快速充电。最大充电功率高达40W。这使机器可以在不到一个小时的时间内充满电。然而，无论快充技术多么先进，都必须有合适的充电环境和设备限制，这就决定了它无法从根本上解决当今手机续航不足的问题。那么问题来了，为什么改进电池这么难呢？近20年来，手机的供电材料几乎以锂离子电池为主，但与屏幕、处理器等原有部件相比，电池的技术进步并不明显。但是当我们为此着急的时候，其实电池研发的科学家们可能比我们还要着急，因为他们几乎推导出了元素周期表所有元素可以组成的所有物质，力求找到新型正负极材料。.但它需要足够安全，需要有足够的能量和极高的充放电循环次数，还必须满足低成本的工业化生产。实现这些比简单地改进晶体管技术和增加屏幕尺寸更难。多得多.......
