核能電池都不夠? 盤點手機續航發展方向

　　【PConline 技術分析】近年來，隨著安卓系統的崛起、雙核乃至四核處理器的應用，在加上不可拆卸電池手機的不斷湧現，手機的續航能力越來越成為制約手機發展最大瓶頸。有的朋友說「性能再強，我用不了半天又有什麼意義呢？」不可否認的是，手機的性能肯定會越來越強，這也是科技發展的大勢所趨，那麼作為強勁動力的能源又將如何突破？

　　我們最迫切的問難是解決電池的耐用性問題。那麼解決辦法是什麼？一種是手機處理器，屏幕等硬體的革新，不斷刷新的工藝製程能讓這些元件的性能上升、功耗下降。另一種就是電池性能與供電方式的革新。處理器的製程功耗在下降，這是不爭的事實，那麼電池性能與供電方式是否也在改變呢？ 

一、手機電池的起點很高

　　鋰電池的是在上世紀90年代發明出來的，而是民用手機的大規模普及是從世紀之交開始的，所以對於大部分用戶來說第一次接觸的手機電池，就是鋰電池。而像一些鎳氫、鎳鎘類電池都沒有被大規模採用過。

　　很多用戶其實並不清楚鋰電池中也是有所不同的。鋰電池只是含鋰電池的一種統稱，因為工藝配料的不同，鋰電池之下還有多種電池類型。

小小電池材料眾多

　　以前有很多朋友用手機都覺得原裝電池會比兼容電池好用，但是為什麼要好用呢？這是因為鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。電池內部的鋰金屬質量和製造工藝對電池的電量有很大影響。影響電池性能的不僅有電解質、還有正負極材料。使用的電池材料不同，電池的品質自然有所不同。

二、為什麼不用鎳氫電池呢

　　市場上的消費級電池一般是鋰電池和鎳氫電池。相對於鎳氫電池，鋰電池具有工作電壓高、能量密度大、自放電率低、無記憶效應等顯著優點。鋰電池的形狀要比鎳氫電池要容易控制，很適合用於外形各異的手機之中。鎳氫、鎳鎘電池目前主要出現在小型家用電器之中。

常見的鎳氫電池

　　雖然鋰電池的耐溫效果不好，由於製作工藝上的一些缺陷，在環境溫度較高時，鋰的活躍性很強，容易發生爆炸。但是這些缺點並不能掩蓋鋰電池成為最主要手機電池的特色，所以現在手機的電池基本都是鋰電池。

三、電池的主要規格介紹

重要的參數是容量

　　摳下你的手機電池，它的秘密都在這一堆數據之中。電池上有著電池生產的主要參數，像電池代碼、電池製造執行標準等對普通消費者來說意義不大。主要關係著電池性能的就是電池的容量、「mAh」是電池容量的單位，中文名稱是毫安時。而像moto、蘋果的電池還會標出Wh數，這個6.3Wh的意思是電池的總功率,也叫做電能總量。

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感謝網友們指出的錯誤，特更正說明如下：

　　上文中「6.3Wh」，Wh是「瓦時」的意思，實際上就是電池的總功率（或者叫能量），而並非「每小時耗電6.3瓦」。

　　根據公式：電池功率（Wh）=電池電壓（V）x電池容量（Ah），把MOTO的電池6.3Wh，1.7Ah（mAh/1000=Ah）代入，你就可以算出電池的電壓。另一方面，也因為電池電壓固定的，所以Wh和mAh其實只需要標註一個單位即可，因為他們成等比例關係的。

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這塊電池的Wh是多少？

　　這裡有一個比較快捷簡單的計算電池能量的辦法就是Wh=電池電壓x電池容量。鋰電池基本都是3.7V的，所以這塊電池就應該是3.7x1800=6660，也就是6.6Wh。

四、手機電池的未來

1、鋰聚合物電池

　　手機電池主要是鋰離子電池和鋰聚合物電池兩種，與筆記本電池不同，國內有不少廠家具備了生產小容量鋰離子電池的能力，這也就是為什麼我們能看到市場上的小容量手機電池被國產品牌佔據了大半。而更大容量的鋰電池因為工藝和市場認可度等問題，筆記本上所用電池還基本都是日系品牌的產品，比如索尼、三洋。

鋰聚合物電池的造型隨意性更大

　　其中的鋰聚合物電池就是目前的發展趨勢。其實詳細來說應該叫液態鋰離子電池(LIB)和鋰聚合物電池(PLIB)兩類。因為鋰聚合物改善了電液問題，能夠實現高電壓、高能量密度而且能夠按照要求做成各種形狀而受到了產品設計者的推崇，所以才有了現在薄如刀鋒一般的手機。

蘋果iPhone4內置鋰聚合物電池

　　在一些不可拆卸電池的手機中就使用了鋰聚合物電池，設計者為了實現手機更加的輕薄而選擇了這種電池類型。不過呢，據測試的結果來說，鋰聚合物電池比鋰離子電池大約有10%左右的能量密度，相比性能功耗成幾何級增加的其他硬體來說，這種增強還遠遠不夠。

2、燃料電池

　　在去年11月份美國專利商標局公布了蘋果獲得的兩項專利，這兩項專利為「Fuel Cell System to Power a Portable Computing Device」（可攜式計算設備的燃料電池系統）和「Fuel Cell System Coupled to a Portable Computing Device」（可攜式計算設備燃料電池系統耦合）。這兩項專利暗示蘋果可能在研究使用燃料來給類似MacBook這樣的便攜設備提供電力。

燃料電池原理

　　根據蘋果提交的專利申請文件，他們認為目前世界上由於對石油燃料過度依賴導致了許多不穩定的因素。蘋果指出使用氫和其他關聯燃料可以讓設備在不重新添加燃料的前提下運行數天甚至是一周的時間。

　　燃料電池系統不必攜帶一個笨重的電池，很大程度上減小了系統的重量、成本以及尺寸大小。燃料電池系統中有一個燃料電池堆，它能夠將燃料轉化成電力。其中還帶有一個控制器，控制燃料電池系統的運作。不過蘋果的這項專利要是用於類似於MacBook這樣的設備之中。但是如果筆記本能夠用上微型的燃料電池，那麼進一步微縮到手機之上也不是不可能。

AF-M3000燃料電池

　　在日本就生產出了一種微型的燃料電池匣，這款體積為67.6×118.6x21mm，重128克的電力補充匣，最大可提供5.2V/3.5W的電力輸出。它的售價為26,250日元（約合人民幣1989元），隨機附贈5組單價為2,625日元（約合人民幣198元）的燃料匣，每組燃料匣可以在一個半小時內為iPhone 4補充50％電力。

 
要充滿一次電需要近400元

　　出門在外如果想靠AF-M3000把iPhone 4充滿的花費將近400元，這種充電的價格是普通消費者無法承受的。不過這也說明已經有開發商正在將燃料電池微型化。如果有這種發明，在沒電的時候只需加一點煤油或者汽油就可以讓手機能量持續不斷，也是一種不錯的想法。不過不知道日益高漲的油價會不會影響這種電池的研發熱情呢。

　　我們不禁要擔心的是，雖然燃料電池也具備極高的能量密度，但是研發人員將如何解決碳排放汙染、燃料過熱爆炸等問題呢？

3、生物電池

　　如果你看過《海賊王》，那麼你肯定知道依靠可樂給自己增加能量的弗蘭奇，以前人們都覺得這只是創作者的幻想而已。但是如今用可樂給電池充電已經實現了。這家Takara Tomy 公司目前正在開發一個名為「ene Concept zone」的項目，該項目基於SONY的生物電池技術，用來發動新一代綠色電動玩具。最重要的是它的電能來自於可樂！

有可樂就有能量的弗蘭奇

　　根據SONY介紹，使用了他們的生物電池技術後，這些綠色系列玩具已經可以通過碳水化合物（類似我們對糖的吸收利用）產生電力。目前的研究結果表明，可樂、雪碧、七喜等，等任何含糖飲料都有效。這種電池的原理是通過生物酶分解糖利用碳水化合物，從而獲得電力。從原理上來說，和大家吃飯獲得能量是一樣的，只是簡化了過程而已。

真正的可樂生物電池

　　這種設計的核心是使用生物電池(BioBattery)，產生電力的方式就是使用碳水化合物，比如可樂，並且利用酶作為催化劑。簡單來說就是如果能夠實現在手機沒電的時候，隨手拿一包含糖飲料倒進去就可以充電，最環保的部分就是當電池耗盡，所製造出來的只是氧和水。

生物電池的缺點也是很明顯的

　　之所以生物電池沒有能夠獲得普及主要原因還是生物電池的能量密度不夠，如果真的要使用生活中的可樂來進行充電，那麼大家出門時不僅需要帶著手機，還需要帶著大瓶的可樂。不過這只是一種新型的電池概念，它非常環保和安全，隨著生物技術的進步，將來如果出現了某種微生物電池也千萬不要奇怪。

　　最後：核電池。。。。。。這個先問過國際原子能機構，應該不允許一人一個原子彈吧。

五、太陽能電池等續航輔助系統

　　除了電池本身，還有一些延長續航的輔助系統，比如說太陽能電池、手搖式電池，以及某些節能增加續航的配件。

夏普SH6230C太陽能手機

　　這個太陽能電池已經不是概念產品了，在不少的機型上我們都看到過。所謂太陽能電池手機，就是在手機表面覆蓋太陽能電池板，通過光熱與電能的轉化，產生電能並且充入手機的電池中，其本質上並沒有改變電池的物理特性，只是給電池的充電方式做了一個改變。

太陽能的轉換效率有待改進

　　太陽能是一種清潔的可循環的能源，太陽能進入手機領域也早已實現了，現在阻礙太陽能手機普及的主要問題有兩方面：一、太陽能矽片體積太大，加裝在手機之上會影響手機厚度。在手機輕薄化的大趨勢面前，厚重的手機不受歡迎是很正常的。二、太陽能電池板的轉換效率太低，目前最新的多晶矽轉換率也不到20%，想要作為主要的補充能源還是不行的。

太陽能充電器

　　不過太陽能電池雖然不能作為主要能源來使用，但是作為輔助能源，來延長手機的續航能力還是非常有用的，因為手機在待機時消耗的電能很少，所以有小塊的太陽能電池充電補充能夠極大的延長續航能力。雖說不像某些電視廣告中吹噓的永久續航那般強勁，待機狀態下增加一兩天的續航還是不成問題的。

　　總結：電池技術是手機乃至整個移動電子產品的配件中發展最為緩慢的，從手機誕生之初的無獨立處理晶片到現如今已經開始使用多核處理器，從無屏幕，到已經開始跨界到7英寸大小，它的性能讓大眾為之驚喜，而電池的進步只能用龜速來形容。以前我們的手機可以待機3-5天，甚至半個月，而如今某些玩機達人只需半天時間就必須要更換電池。

　　以前我們普通消費者能做的就是多買電池來進行更換，現在不少超薄的手機都不允許拆卸電池了，那麼消費者就只能膽戰心驚的隨身帶著充電器麼？手機電池的未來之路是很艱難的，但是依舊需要研發人員多給點力。我們需要的是一種高能量密度、易補充、安全無汙染的電池，您覺得哪一種電池最有前途呢？