其實智能手機(jī)發(fā)展進(jìn)入瓶頸這是一個老生常談的話題。但假如我們仔細(xì)想想，什么樣的論據(jù)支持我們這一基本上算是達(dá)成了的論點呢?我們一時又很難說明。在這篇文章前面，筆者通過一個實驗來看看究竟這幾年來智能手機(jī)電池發(fā)展速度如何?其實實驗的原理十分簡單。通過比較2005年至今的手機(jī)電池比容量(比容量又稱克容量，指每克電池含有的電量)，就能夠簡單直觀的看出05年至今手機(jī)電池的發(fā)展速度了。

在做這個實驗之前，我們先來給大家簡單介紹一些日常手機(jī)電池我們遇到的一些名詞，有助于我們更準(zhǔn)確的了解智能手機(jī)、充電寶等數(shù)碼產(chǎn)品電池。

mAh：mAh毫安時可以說是我們在智能手機(jī)電池中最常見的參數(shù)。智能手機(jī)廠家也在公布會上說我們采用了3000mAh超大容量電池云云。其實mAh并不是一個能量單位，也就是說一塊電池能有多大電量用mAh來表達(dá)并不準(zhǔn)確。mAh是代表電池中釋放為外部電子使用的電子總數(shù)，和物理上的庫倫是等價的。1mAh等于3.6庫倫電子。手機(jī)多采用mAh作為電池計量單位原因在于計量方便。例如3000mAh電池就能夠維持300mA持續(xù)電流下，手機(jī)工作10小時。但請記住，mAh不是電池的能量單位。

工作電壓：手機(jī)電池上，我們經(jīng)常見的除了mAh以外，還有工作電壓一說。我們常見的說法是這塊電池是3.7V1000mAh電池，或者3.8V3000mAh電池等。這個電壓其實是一個平均值。大致意思是電池工作電壓的平均值，或者可以理解為電池正常工作時間最長的電壓。通常我們可以看到手機(jī)電池有一個充電電壓和一個工作電壓。理論上這兩個值越大越好。原因在于智能手機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，是要電池維持在3.6V以上。當(dāng)電池電壓講到3.6V以下時，手機(jī)大部分功能就不能使用了，進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài)。僅有一小部分功能能在關(guān)機(jī)下利用3.6V以下電壓進(jìn)行工作。假如電池工作電壓越大，也就意味著電池能工作的時間越長。而充電電壓則是電池充滿后不能超過的電壓。假如超過這一電壓，有可能發(fā)生危險。

Wh：Wh是電池的一個最準(zhǔn)確的能量單位，其實很多大型電池都采用了Wh代表電池容量。其實就連筆記本電池也更多的采用了這一容量單位。Wh是毫安時和工作電壓乘積而來。例如一塊1000mAh電池工作電壓為3.7V，則這款電池容量為3.7Wh。而我們前面所說的比容量(或者成為克容量、能量密度)則是電池每一克含有的Wh數(shù)。

簡單介紹了mAh、工作電壓、充電電壓、Wh之間的關(guān)系，也了解了Wh是最能體現(xiàn)一款手機(jī)電池容量的核心參數(shù)，接下來我們通過對2005年到2014年手機(jī)電池的測試來看看這9年間電池發(fā)展是否為一個瓶頸。

通過測試，我們得到了這樣的一張大概為波浪的圖片。并不像我們之前想象的始終小幅上升，反而是有時急速上升，有時反倒下降的表格。其實這里面原因有很多，首先筆者樣本量不足肯定是導(dǎo)致這一現(xiàn)象發(fā)生的最重要原因。但這幅圖中也蘊(yùn)含著這10年來智能手機(jī)發(fā)展的幾個階段。我們這一部分先簡單向大家解讀一下。

首先05年到07年，手機(jī)電池能量密度有了一個巨大的飛躍，增幅大概為40%，重要原因是這期間智能手機(jī)電池從普通液態(tài)鋰離子電池轉(zhuǎn)變?yōu)殇囯x子聚合物電池。經(jīng)歷了07、08、09、10年的小幅上漲后，智能手機(jī)電池容量在11、12年兩年不增反降這其中有兩個原因：1.在手機(jī)電池做大之后，廠商更加關(guān)注手機(jī)電池的安全性，在硬殼防護(hù)上做了很大改進(jìn)，導(dǎo)致手機(jī)電池重量上升。2.隨著互聯(lián)網(wǎng)品牌等更多品牌的加入，智能手機(jī)電池質(zhì)量開始出現(xiàn)參差不齊的現(xiàn)象。最后我們看到13、14年，智能手機(jī)電池比容量達(dá)到目前的頂峰。原因也是兩方面的：1.越來越多的廠商開始做內(nèi)置電池，在保證安全的情況下省去了硬殼包裝。2.電池技術(shù)從12年到14年間有了很大進(jìn)步，高端智能機(jī)電池工作電壓普遍從3.7V升至3.8V。

其實我們可以看到，從05年到14年十年間，智能手機(jī)電池基本上做到了100%的能量密度提升，平均每年7.2%的上升率，按說這一數(shù)字假如換算成GDP上升率，那可真算得上是10年騰飛之路了。但怎奈何CPU主頻上升率1500%，攝像頭像素上升率5000%，其實并不是電池發(fā)展遇到瓶頸，而是其他硬件產(chǎn)業(yè)發(fā)展是在太迅猛了。在大環(huán)境的映襯下，顯得智能手機(jī)電池發(fā)展速度太慢了。也難怪大家都吐槽電池不給力。舉個例子十年前兩個人每個月都掙100塊。十年后一個人掙200塊，一個人掙5000塊，顯然200塊那主兒是被吐槽的一方啊。那究竟智能手機(jī)電池還能不能迎來飛躍?怎么才能解決智能手機(jī)續(xù)航不給力的現(xiàn)狀呢?我們通過開源和節(jié)流兩方面來向大家簡單分析下。

智能手機(jī)電池如何開源?

智能手機(jī)電池資源跟所有短缺資源相同，都要開源節(jié)流。在我們介紹目前手機(jī)電池開源創(chuàng)新方面，我們先來看看時下智能手機(jī)電池的現(xiàn)狀。前面我們也說道了液態(tài)鋰離子電池和鋰離子聚合物電池，兩者之間有何差別呢?

提到智能手機(jī)電池故障，我們首先想到的往往是鼓包、爆炸等詞語。其實電池鼓包、爆炸等都是液態(tài)鋰離子電池的代名詞。手機(jī)發(fā)展到今天，絕大多數(shù)廠商已經(jīng)開始使用鋰離子聚合物電池。鋰離子聚合物電池和液態(tài)鋰離子電池最大的不同就在于電解質(zhì)形態(tài)不同。液態(tài)鋰離子電池采用液態(tài)物體作為電解質(zhì)液，最具代表性的就是我們常說的18650電池，液態(tài)鋰離子電池尤其自身的優(yōu)點：歷史悠久、價格低廉、安全系數(shù)不錯。這也是為神馬目前小到例如小米電源，大到例如特斯拉汽車都在使用18650電池作為能源。但由于保護(hù)電解質(zhì)液通常要使用金屬外殼，假如密封不好的話會出現(xiàn)漏液，假如過沖(充電電壓過大)的話會出現(xiàn)電池鼓包或者爆炸的現(xiàn)象，時下越來越多的智能手機(jī)開始使用鋰離子聚合物電池。

鋰離子聚合物電池相關(guān)于液態(tài)鋰離子電池最大的差別在于其使用了固態(tài)或膠狀物體作為電解質(zhì)。安全系數(shù)更高。在出現(xiàn)過沖的情況下，固態(tài)或膠狀物體會出現(xiàn)氣化的現(xiàn)象，更為嚴(yán)重的會出現(xiàn)燃燒，基本不會爆炸。而我們時下常見的手機(jī)爆炸新聞通常是由于鋰離子聚合物電池出現(xiàn)過沖自燃后引發(fā)手機(jī)內(nèi)部芯片爆炸或手機(jī)自燃。并不是我們腦海中的手機(jī)電池爆炸。并且鋰離子聚合物電池相關(guān)于液態(tài)鋰離子電池也有明顯的優(yōu)勢：工作電壓高、能量密度大、自然放電小、重復(fù)使用壽命長、沒有記憶效應(yīng)、內(nèi)阻小、形狀可定制、保護(hù)電路板設(shè)計簡單等。但同樣帶來的問題就是成本較高。

▲特斯拉使用的松下18650電池

了解了鋰離子聚合物電池和液態(tài)鋰離子電池后，我們來看看時下主流的電池構(gòu)成是怎么樣的。時下主流的鋰離子電池基本上分為鈷酸鋰離子電池、錳酸鋰離子電池、磷酸鐵鋰離子電池、三元電池等等。其中每一類電池各有優(yōu)劣。其中鈷酸鋰離子電池能量密度最大，所以目前智能手機(jī)電池全部采用鈷酸鋰離子電池。其他鋰離子電池各有優(yōu)劣，例如最新的特斯拉汽車就開始使用三元鋰離子電池替代了鈷酸鋰離子電池。

▲鈷酸鋰的微觀形態(tài)

鋰作為最活潑的金屬元素，活潑型僅次于氫，顯然是做電池的最佳選擇，但由于其過于活潑，本身不穩(wěn)定且十分不安全，人們就想到了利用鈷酸、錳酸、磷酸鐵等和鋰結(jié)合作為電池正極，用石墨作為負(fù)極打造電池。前面我們說到鈷酸鋰離子電池能量密度最大，雖然有著相比于其他鋰離子電池不太安全、工作電壓不高等缺點，但關(guān)于智能手機(jī)這種小型、要單塊電池的設(shè)備來講還是最佳的選擇。前面我們說到了開源，如何對現(xiàn)有電池技術(shù)進(jìn)行開源呢?

▲采用三維納米網(wǎng)格技術(shù)正極新增鈷酸鋰密度

方法一：提升鈷酸鋰密度。提升鈷酸鋰密度，放電電子增多，庫倫數(shù)/mAh增大是解決電池容量不足的一個方法。當(dāng)然我們談?wù)摰氖窃谝欢w積下增大密度。隨著技術(shù)的革新，鈷酸鋰離子電池正極密度越來越大。而目前科學(xué)家正在考慮利用納米網(wǎng)狀層來進(jìn)行鈷酸鋰離子電池正極的從新分配，從而更大限度的合理利用正極的安全空間。目前實驗表明，該項技術(shù)能夠使電池容量成倍新增。但要注意的是，目前該項技術(shù)僅僅是實驗當(dāng)中，想想處理器剛剛跨進(jìn)20nm，將納米技術(shù)應(yīng)用在民用級手機(jī)電池正極，還得些年頭。并且我們了解鈷酸鋰是有其物理密度的，提升鈷酸鋰密度的方法最終是會到達(dá)盡頭的。并且在時下已經(jīng)非常完善的技術(shù)上再提升密度，安全性和成本關(guān)于廠商來講還是不劃算的。

方法二：提升工作電壓。工作電壓是由正極材質(zhì)、電解質(zhì)材質(zhì)等等綜合控制的。前面我們說過Wh=mAh×工作電壓，假如工作電壓能夠提升，也能為電池新增容量。但由于目前手機(jī)電池電解質(zhì)耐壓4.5V，所以充電電壓不能高過4.5V，故工作電壓也很難提升。其實這幾年廠家在工作電壓上已經(jīng)下了很大功夫，從10年前的4.2V/3.7V，已經(jīng)提升到了現(xiàn)在的4.35V/3.8V，千萬別小看這0.1V的提升，代表著廠家在正極、電解質(zhì)、過沖保護(hù)方面做到了極致。相信過不了多長時間，就會出現(xiàn)3.85V工作電壓的手機(jī)電池，但這也是現(xiàn)有情況下手機(jī)電池工作電壓的極限了。假如真的想筆者所說的工作電壓從3.8V提升到3.85V，那么電池容量增幅也僅僅能達(dá)到1.5%，還是杯水車薪的一件事情。

方法三：異性電池。提升空間利用率是目前廠家很好實現(xiàn)的一個方法。目前智能手機(jī)采用很多都采用了弧形設(shè)計，內(nèi)部電池卻仍舊采用較為方正的矩形設(shè)計，不能很好的利用背部弧形的空間。而梯形電池、柔性電池、線纜電池等電池的加入使得智能手機(jī)空間能夠更加合理的利用。在這方面上LGChem走在前列。之前LGG2就采用了梯形電池大幅提升了電池容量。而剛剛公布的LGG3搭載了2940mAh的常規(guī)形狀電池，假如能搭載梯形電池有可能電池容量達(dá)到3450mAh，這一提升還是非常可觀的。但增大體積來解決電池容量問題終歸是一個笨辦法。LGG2售價2699元。

▲Li-Air電池技術(shù)

方法四：采用全新材質(zhì)電池。想要智能手機(jī)電池容量提升速度跟攝像頭像素提升速度那么快的辦法目前來看只有采用新材質(zhì)電池。目前呼聲較高的鋰硫電池、鋰氧電池雖然號稱在能量密度上相比目前的鈷酸鋰系電池能夠提升數(shù)十倍甚至上百倍，但由于成本、技術(shù)不成熟、安全性能低等原因目前仍舊停留在實驗室理論驗證和極少量試驗品的生產(chǎn)階段。離裝到我們手機(jī)中還極其遙遠(yuǎn)，甚至比前面我們說到的采用納米網(wǎng)格新增正極密度還要遙遠(yuǎn)。兒子輩能用上就算是科技突飛猛進(jìn)了。

▲三星很早試水手機(jī)燃料動力電池

方法五：燃料動力電池。每當(dāng)我們說到電池遇到瓶頸的時候，都會聽到燃料動力電池的聲音。的確鋰作為電池雖然已經(jīng)十分強(qiáng)大了，但別忘了元素周期表中第一位的氫才是能量的王中王。筆者記得每一代iPhone公布前夕都有各種各樣的傳言稱iPhone將采用燃料動力電池。筆者只能說理想很豐滿，現(xiàn)實很骨感。目前燃料動力電池還不能做到小型商用化，還不能保證非專業(yè)用戶手中的燃料動力電池足夠安全。筆者腹黑的想法是燃料動力電池能量很大，假如進(jìn)入消費級，幾塊手機(jī)電池就能組裝成一顆炸彈，那豈不是天下大亂。還有每天幻想著核能進(jìn)入消費級市場的朋友，想想現(xiàn)在的地區(qū)安全局勢，還是不要做夢了。

以上就是智能手機(jī)開源的5種方法，我們也看到了不是目前還處于試驗階段的，就是成本過高的。最靠譜的一種方法異性電池的應(yīng)用本質(zhì)上仍然是增大手機(jī)體積。不能說手機(jī)電池近年來不會有迅猛發(fā)展，但本質(zhì)上的改變很難，我們理想狀態(tài)下成倍的上升更是幾乎不可能。既然開源短時間內(nèi)很難看到成效，那我們就來看看節(jié)流吧。目前有什么技術(shù)能夠降低手機(jī)耗電量呢?

智能手機(jī)現(xiàn)有節(jié)電技術(shù)

有人說錢不是攢出來的，筆者也特認(rèn)同這個觀點，但在現(xiàn)實生活中，你不漲工資還不想省錢，想必你也是醉了。手機(jī)也相同，前面我們說了目前開源的方法不太靠譜，文章的這一環(huán)節(jié)我們就來簡單講講手機(jī)如何節(jié)電?

快速充電：其實快速充電嚴(yán)格意義上來講并不能算是節(jié)電技術(shù)的一種，但由于實際操作過程中確實能夠為我們帶來續(xù)航方面的便利。文章這里就簡單向大家介紹一下。其實時下很多快速充電技術(shù)，幾乎我們每隔一段時間都能看到新聞講到XX大學(xué)研究快速充電技術(shù)能夠在幾秒鐘對電池完成充電。但其實快速充電就伴隨著安全性的問題。理論上充電速度越快就越容易出現(xiàn)安全問題。我們在這里簡單向大家介紹兩個目前已經(jīng)應(yīng)用到手機(jī)上的快速充電技術(shù)。那些躺在實驗室中的技術(shù)就選擇性的掠過了。QuickCharge2.0技術(shù)是高通采用的全新快速充電技術(shù)，采用9V/1.2A充電標(biāo)準(zhǔn)，號稱能在1小時內(nèi)為手機(jī)充電60%。目前小米4采用了這一標(biāo)準(zhǔn)，而高通也將大力推廣這一充電標(biāo)準(zhǔn)。小米4售價1999元。VOOC閃充技術(shù)是最先采用在OPPOFind7上的一個OPPO專利充電技術(shù)。充電速度達(dá)現(xiàn)有充電速度的4被，5分鐘充電時間能夠為手機(jī)供應(yīng)2小時通話時間的電量。采用4.5V規(guī)格。要芯片和microUSB口同時支持才能使用。

▲MIUI6采用系統(tǒng)級節(jié)電方式

軟件節(jié)電：目前很多安卓手機(jī)都號稱自己采用了獨家的節(jié)電技術(shù)。其實安卓手機(jī)軟件節(jié)電基本上是通過系統(tǒng)級和應(yīng)用級節(jié)電完成的。例如小米4采用了全新的內(nèi)存管理和后臺運(yùn)行程序機(jī)制，就屬于系統(tǒng)級節(jié)電。而例如華為從華為P7上開始搭載的屏幕省電，則是通過降低屏幕分辨率的方式來進(jìn)行節(jié)電，屬于應(yīng)用級的省電功能。

▲RAM屏幕工作原理

硬件節(jié)電：在硬件節(jié)電方面，目前作為手機(jī)耗電的兩大巨頭，處理器和屏幕都分別有著自己的方法。處理器廠家包括ARM和其他例如高通等廠家都通過優(yōu)化架構(gòu)、采用全新的制程等方式進(jìn)行節(jié)電。而屏幕廠家則通過試用帶有RAM的屏幕來對手機(jī)畫面進(jìn)行自動識別，來控制刷新率和背光來節(jié)電。