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[经验] 手机电池的发展史和手机电池研究的重要性

2015-12-28 14:57:52  3338 手机电池 移动电源
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  纵观半个世纪手机的发展,我只想用一个词形容,那就是“目瞪口呆”。可能这个词有点逗,但是不可否认的是,手机的发展速度太快了。如果你一出生就是智能时代的话可能感触不会太深,但是如果让1973年之前的人,突然穿越到现在,可能会被我们人手一部的手机给惊呆吧。可是同样是手机中的组成结构,手机电池相比起其他手机硬件来说,发展的实在太缓慢了。要知道出门在外手机提示电量不足是一件多么痛苦的事情,还有大块头的移动电源是很重的!如今厂家解决续航的方法无外乎两种,一是直接使用大容量电池,二是使用快速充电技术。相较于前者的简单粗暴,后者实用性显然更高。不过大容量电池免不了加重手机的重量,而快速充电并没有加大手机的电容量,只会让你要么随身携带移动电源,要么到处找插座。不过我相信手机电池的发展只是遇到了瓶颈,新型的手机电池很快就会和智能手机一并存在。
  我们可以一起了解一下手机电池的发展史。
  手机电池一般分为镍电池和锂电池,其中,镍电池容量低,有记忆效应,并存在自放电现象,且制造材料还有环境污染的问题,所以在手机行业没有延续下来。虽然“锂电池”的诞生弥补了镍电池的不足,并且其高能、环保的特性,使它成为时下手机行业唯一的源动力,但人们对手机上“锂电池”的理解还存在一定误区,因为从严格意义上来讲,锂电池不可充电,既然不可充电,那手机上用的是什么或者说是什么样的锂电池下面小编就为大家一一解答。
  首先,我们来看看什么是锂电池,其实,从严格意义上讲锂电池就是锂原电池,内含纯态的锂金属,为一次性使用、不可充电的电池。由于其自身的高技术要求限制,现在只有少数的几个国家的公司在生产这种锂金属电池
  在锂电池出现之前,原电池可以说是它的鼻祖,那原电池又是如何诞生的呢这要追溯到18世纪末期,当时意大利生物学家伽伐尼正在进行着名的青蛙实验,当用金属手术刀接触蛙腿时,发现蛙腿会抽搐,多次实验后伽伐尼认为这可能是“动物电”。
  而伽伐尼的朋友伏打看到这一现象,经过多次实验,发现只要有两种不同金属互相接触,中间隔以湿的硬纸、皮革或其他海绵状的东西,不管有没有蛙腿,都有电流产生,从而否定了“动物电”的观点。因为伏打认识到蛙腿收缩只是放电过程的一种表现,两种不同金属的接触才是电流现象的真正原因。于是,伏打列出了锌-铅-锡-铁-铜-银-金的次序,这就是着名的伏打序列。1800年,伏打据此原理设计出了被称为伏打电堆的装置,锌为负极,银为正极,用盐水作电解质溶液。
  以上的小故事只是原电池的发明史,之后被人们经常使用的原电池有锌-锰干电池、锌-汞电池、锌-银扣式电池及锂电池等。其中,锂电池源于伟大的发明家爱迪生,它是由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池,不过,由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属在加工、保存、使用方面,对环境要求非常高,所以在那个年代锂电池长期没有得到应用。时至今日,随着科学技术发展,锂电池已成主流。
  既然锂电池在当下已成主流,那其有哪些优点和缺点呢我们先来看看它的优点:1、能量比较高2、使用寿命长;3、额定电压高;4、自放电率很低,这是该电池最突出的优越性之一,不到镍氢电池的1/20;5、高低温适应性强,能在-20℃--60℃的环境下使用,经过工艺上的处理,可以在-45℃环境下使用;6、绿色环保,不论生产、使用和报废,都不含有、也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质;7、生产基本不消耗水,对缺水的国家来说正合适。缺点方面:1、锂电池的安全性差,有爆炸的危险;2、生产要求条件高,成本也随之上涨;3、使用条件有限制,高低温使用危险大。
  如今,手机中常见的电池就是锂电池,但锂电池的电解质是流动的,受到外力摔打或者使用不符合标准的充电器,都有可能引起爆炸。其实,只要我们从正规渠道购买手机,使用得当是可以避免这类事情发生的。
  既然手机采用锂离子电池,那它和上文介绍的锂电池区别在哪呢这要从锂电池的早期研发说起,由于锂电池自放电率极低,放电电压平缓,其最早应用在心脏起搏器中,从而使植入人体的起搏器能够长期运作。
  而在1992年索尼成功开发出商用锂离子电池。该电池可重复充电的特性,使其迅速成为移动电话、笔记本电脑等便携式电子设备的源动力。同时也让这些电子设备的重量和体积大大减小,使用时间相应延长,并且锂离子电池中不含有重金属镉,与镍镉电池相比,大大减少了对环境的污染。要说两者最大的区别,可以理解为锂电池只能使用一次,而锂离子电池可以重复使用。当然,锂离子电池也可以看做是锂电池的衍生产品。
  此外,之前的手机行业还用镍电池做过一段时间源动力,然而,就像本文前言说的那样,由于镍电池对环境有污染,并且有记忆效应以及自放电现象,所以锂离子电池诞生后,以自身众多优点成为厂商青睐的对象,而镍电池则被打入“冷宫”,这也是为什么当下手机市场中都用锂离子电池的原因。
  说到这,不知你是否走出对手机电池认知的误区,首先,锂离子电池只是锂电池中的一种,也可以看成是锂电池的改良版,而锂电池是原电池的分支,并且只能使用一次还不可充电,所以从严格意义上讲,锂离子电池才可称之为手机电池。
  而锂离子电池又和镍电池有何不同呢这点从上文的介绍中就可看出端倪,由于镍电池有记忆效应,所以需要用户先把新机的剩余电量用光,在反复充电几次后,从而发挥最大效能,这对现在的年轻人来说操作起来非常繁琐。
  然而,现在还有不少人沿用了镍电池时代的充电习惯,这对使用锂离子电池的手机来说,会大幅降低电池寿命,因为锂离子电池无记忆性,用户在使用过程中,可随用随充,只要不过放或者过冲,减少充电周期,延长手机电池的寿命不是问题。
  为大家解释一下何谓充电周期其实,一个充电周期就是指电池电量由满用到空,再又空充到满的过程,不过,这不等于充了一次电,例如,当电池电量第一天用到一半时,又为它充满电,第二天亦是如此,两次下来只能算一个周期,而不是两个。所以有些人非要用完电再充满的做法显然不可取,而一些高品质的电池经过数个充电周期后,依然会保留原始容量的80%。
  当下的锂离子电池只不过是为提升手机续航的技术应用,相信在不久的将来会有更为先进的技术来代替锂离子电池,也许是液体或气体,但从整个行业走向来看,为电池超快速充电,似乎成为更容易实现的技术。
  此外,在过去的时间里,也有不少厂商为手机续航拿出解决方案,像LG的太阳能充电、燃料供电等技术,它们的工作原理顾名思义,太阳能供电就是利用光能实现充电,而燃料供电则是通过正常燃料中提取出的氢气与氧气发生反应,把化学能转化成电能,同时排放出没有污染的水。同样重量的燃料电池提供的电量可达锂离子电池的10倍。
  既然原先有锂离子电池外的解决方案,那为何到现在也没解决手机的续航问题这是因为太阳能转换效率低,并且未具备市场竞争条件,而燃料电池最直接的原因就是造价高,所以从目前来看锂离子电池依旧无法替代。
  展望未来,今后手机电池技术的研发方向应该会向小体积、高续航方面发展,因为只有把手机电池的体积控制下来,才能让手机更好用,但应该是先解决续航,还是解决体积问题不知消费者怎么看,小编认为,看看当下手机的厚度,没有最薄只有更薄,实际上现在优先解决电池续航问题,才是厂商的首要任务。
      解决手机电池问题的意义不仅仅在于智能手机,相信其影响会推动社会的进步。
vinsh 2015-12-29 18:41:10
看完很有感触啊  希望手机电池能够有突破性的发展
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