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锂电池技术进步迟缓于手机更新换代

          现代生活,除了手机外,诸如智能手环、智能戒指、电子阅读器等移动设备也是人们普遍使用的电子设备。锂电池是整个设备中最为重要的部分。锂电池技术成长的速度似乎远不如手机更新换代的速度。

                                                                            测试结果发现新款智能机的续航非但没有得到提升,甚至较旧设备还有所倒退。

以iPhone XS 为例,其测试成绩比上一代iPhone X 短了21分钟;

Android方面,谷歌“亲儿子”Pixel3 的续航更是比Pixel 2 短了一个半小时。

主要是由于新技术的出现,如高分辨率OLED屏幕等使手机对能源的需求有所增大,但锂电池电量的进步却不足以支撑所导致的 “电池技术改进的速度非常慢,每年仅有5%左右的改进,但手机耗电量的涨幅却超过5%。“因此导致新一代手机待机时间反而不如老一代手机。

 

                                                              锂电池主要是电池正极以及负极,还有电解液,隔膜,每一个组成都有待于技术突破。

 

电池正极是限制比容量的关键因素

具有高比容量的的钴酸锂电池一直是行业中“轻薄”的首选。虽然近几年由于三元材料的进入被抢占了一定的市场份额(主要是笔记本),但是在超薄手机pad等领域,虽然仅在部分中低端机型上有所应用,但由于压实密度目前仍比不上钴酸锂,所以暂时无法实现完全替代。

钴镍锰三元材料仍然是3C产品电池市场的强有力的竞争者。

若能通过技术手段将三元材料制成类似钴酸锂的单晶颗粒,那它在这方面的短板将能得以弥补。虽然目前通过采用新型前驱体制备工艺和三维自由烧结技术,确实能合成出类似钴酸锂的微米级一次单晶颗粒,但该工艺目前在工业生产上似乎还不够成熟。

锂电池的负极材料

增进电池性能的负极材料中,石墨烯(graphene)无疑最具代表性。石墨烯导电性比金属铜佳,且重量轻、表面积大,是发展大容量电池理想材料,其同时又兼具强度与可挠性。2016年,华为曾宣布已经在锂离子电池领域实现重大研究突破,将会推出业界首个高温长寿命石墨烯基锂离子电池。据称,华为的石墨烯电池在使用寿命是同款3000mAh锂电池两倍的情况下,只需要12分钟便能充满90%的电。

 

 

在短期内,最为有效的仍是降低硬件功耗、缩短充电时间等办法,来满足用户对手机电池不断增长的要求。

 

采用LCD 屏幕(而不是OLED)的iPhoneXR,便是通过缩小屏幕尺寸、降低分辨率、亮度、以及色彩质量来极大地延长电池待机时间。

另外,高电压是目前提高数码类电芯能量密度最现实可行的途径之一。随着下游需求的提升,4.4V、4.45V的钴酸锂产品正逐步进入主流,业内人士认为,目前4.45V钴酸锂尤如去年三元材料中的811,国内只有极个别电池厂少量采购,而明后年它将成为市场主流

点击次数:  更新时间:2018-11-07  【打印此页】  【关闭