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软硬件两条腿走路手机续航顽疾咋突破

来源: 作者: 2019-05-15 01:30:56

对于重度玩家来说,唯Wi-Fi和电量不可辜负,作为现代人马洛斯需求层次的层,4G+的普及已经让络不再是瓶颈,但受限于体积和安全,电池续航发展并未达到预期。日趋增长的用户需求和电池技术不给力的矛盾给厂商可乘之机,寻求大电池的超级续航派和坚持小而美的快充派成为这两年续航两大热点,无论是机身厚度还是曲线救国的快充,都是对当前电池技术的一种妥协,所以我们很期待电池的未来式形态。

软硬件两条腿走路续航顽疾如何突破

对于这种消费电子产品来讲,类就是我们常见的锂离子电池,锂离子电池的使用体系已经定型了,下一个发展方向针对系统的优化改进,但并没有突破性改善。通过对材料的改进,在未来五年会有10%-30%的改进,其优势是体系可以预期,缺点则是提升幅度有限。

未来电池将走向何方,这是目前摆在科研人员和厂商面前为关注的话题,也是目前用户急切希望看到真实可行的发展路线。作为研究锂电行业的专家,清华大学能源互联创新研究院高级工程师刘冠伟博士向我们展望了电池的前进路径。

清华大学能源互联创新研究院高级工程师刘冠伟博士

方向一:锂硫电池,锂硫电池的商业化Roadmap要适当延长一些,大概要5年时间的商业化,我们可以把它定义为电池中远期的一项技术。锂硫电池的优势在于高于现有锂离子电池的能量密度,一旦产生突破,则将大大在单位体积不变的情况下提升电池的容量,从目前普遍的mAh的容量来看,运用锂硫电池则可以将容量再提升一个台阶。遗憾的是目前锂硫3电池上处于研发和小规模实验阶段,其寿命和安全性仍有很多问题亟待解决。所有我们什么时候能够用到锂硫电池,则要看研究进程和厂商能否有兴趣商业化了。

方向2:全固态电池,相对于锂硫电池,全固态电池的商业化前景更加乐观,时间也会提早,5年以后会很可能出现一些极具成本竞争力的产品。事实上关于全固态电池,已经有相应的电子产品搭载问世,的问题是成本较高,这也是制约全固态电池大规模商用的突出问题,能否在上使用则要看厂商们舍不舍得花钱了。

本钱极高,但全固态电池的性能也不能辜负,首先全固态电池有着不错的安全性,锂电池爆炸、鼓包现象可谓层出不穷,而全固态电池无论是快充还是外界受力状态下都不会产生安全问题。全固态电池就是一块所有材料以固态形式存在的电池,区分于主流锂电池的电解液离子传导,因此锂电池上常常出现的高温寿命缩减、爆炸等问题则不会在全固态电池上上演。

全固态电池(图片引自cableabc)

同样,全固态电池也能拥有较高的体积能量密度,其中核心的一点就是可以不必使用嵌锂的石墨负极,而是直接使用金属锂来做负极,这样可以明显减轻负极材料的用量,使得整个电池的能量密度有明显提高。另外体积占优势,这对于在固定尺寸的中塞入更多电量实现了可能,对于极其在意体积的消费类电子产品,尤其是寸土寸金的来讲意义重大。

对于方兴未艾的智能穿着产品来说,全固态电池也是一个救世主。全固态电池一定程度上可以实现柔性化,体积轻薄之后柔性化提升,在软性封装以后智能手表在表盘之外,使用固态电池还可以有效避免传统电池容易出现的电解质渗漏问题。一样可以通过表带增加目前智能穿戴为短板的续航问题。另外柔性化全固态电池还可以为智能人工织物、人工纺织品等提供更多续航可能性,潜力无穷。

商业前景方面目前,丰田公司专注于利用固态电池的高能量密度特性,有意将电池续航提升倍,并准备将其应用到2020年的车型上。而苹果方面则对固态电池的低功率密度感兴趣,有意在未来iOS装备和穿戴装备上使用这类电池技术。

除了电池硬件材料的改进,电池管理控制模式的改进是从节流角度提升续航的一种途径。刘冠伟博士告诉我们,在电池技术没有太多突破的当下,微软公司在开发的SOFTWARE DEFINED BATTERY(软件定义电池)技术可以实现多电池使用状态下的自由控制,实现对每节电池的单独管控,而且也是统一调配,根据需求,不同电池的工作情况都可以灵活的调整。

SOFTWAREDEFINEDBATTERY系统(图片引自知乎专栏)

系统层面会智能调配电池的使用状态,来辨别什么时候该加大电流什么时候省电,并针对不同类型的电池实现更加优化的调配,做到智能化的学习。以配备全固态电池和传统锂电池的智能手表为例,可以通过SOFTWARE DEFINED BATTERY控制锂电池和全固态电池在高低功耗状况下的协调使用,发挥各自电池的优点,扬长避短,从而做到电池使用上的选择。

无论是全固态电池还是SOFTWARE DEFINED BATTERY电池管理系统都让我们看到了年智能电池的新未来。虽然电池续航提升任重而道远,但上游产业链和科研机构总能够给我们带来欣喜,在此我们也希望电池和厂商都密切关注当前电池技术的科研动态,尽快实现商用化,突破电池长久以来的瓶颈。

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