快捷导航

查看: 356|回复: 26

[其他] 【转载】手机电池越来越不耐用?原来是“锂电池”的锅! [复制链接]

超级混源体老邱

LEVEL 4 睿智
UID:1412448
头衔:超越O-A-A的最强者!
精华:0
主题:582
帖子:1705
威望:1276
天使币:12797
宣传度:0
天然°:510
腹黑°:510
精灵:0
红玫瑰:0
白蔷薇:0
阅读权限:30
注册时间:2016-1-22
来自:吉林
状态: 不在线

  • TA的每日心情
    无聊

    签到天数: 1026天[LV.Master]伴坛终老

  • 超级混源体老邱 发表于 2018-11-8 21:59:33 |显示全部楼层
    本人点评:锂电池它最终会步入极限的,因为它已经不能满足智能手机的发展前途了,续航时间随着时间的推移而越来越短,只能被迫前往手机维修商去更换新的锂电池了,甚至可能带来危险,比如前几年的三星NOTE7的手机电池爆炸事件,充电宝也是同样的道理,所以,智能手机的电池必须进行革命!采用新技术的电池将带来更长的续航时间,让我们期待吧!(本人还是希望核聚变电池能够问世!这样能够带来一辈子都用不完的电量!)

    此贴来源:IT之家

      为什么你的手机电池在新的时候可持续数天,但在一年后就只能用一天了?来自《路透社》的报道称,最新研究揭示了锂离子电池如何降解并为更持久的电池铺平道路。


      科学家终于揭开了为什么智能手机电池在使用一年左右之后会出现电池寿命迅速衰减的秘密。根据最新调查结果,人们普遍理解的锂离子电池工作原理是不正确的。它们不是带电粒子在电池内部以单一,均匀的方向流动,而是以随机的运动模式来回移动。根据研究人员的说法,这些最新研究成果可用于制造新型电池,使电池持续更长时间并保持电量而不会损坏电池的使用寿命。科学家表示,这可能可以促进于电动汽车的大规模推广,以及改善全球数十亿依靠电池运转的小工具的使用寿命。
      这项突破性的研究来自斯坦福大学,麻省理工学院和巴斯大学的研究人员,他们发现我们对锂离子电池(这种类型为我们最喜爱的手机、电脑以及其他小电器提供动力)的理解是不正确的。已知带电粒子通过材料(电解质)在正电极和负电极之间流动,并且该运动产生电荷。然而,之前认为锂是各向异性的,这意味着它在单一方向上流动,颗粒以单一、均匀的方式通过电池。然而,现在已经发现,现实是非常不同的,并且被称为离子的颗粒实际上在电解质中来回循环和流动。这会在电池内部产生随机密集的离子,从而产生大量热量,损坏电池的使用寿命。

      结果,电池失去了保持电量的能力,我们经常发现自己更经常地依赖便携式充电宝。
      斯坦福大学助理教授William Chueh说:'我们使用了来自加速器的非常强大的X射线,我们正在使用这些X射线来观察这些单独的纳米颗粒。“我们最初的期望是锂只在某些方向上移动。我们实际看到锂的走向是不符合我们原先理解的方向。该研究利用斯坦福大学SLAC国家加速器实验室的设施,让科学家团队在纳米尺度上研究电池的工作细节。Chueh博士详细阐述了这一现象,并解释说以前的理论没有说明液体如何与固体相互作用。他说:“有点像太空,我们考虑粒子在真空中的表现,但电池内部不是真空的,它充满了液体。”该团队相信他们将能够通过改变运输路径来解决这个缺陷,并在未来开发出更耐用的电池。

    那么问题来了,锂离子电池究竟如何工作?
      实际上,锂离子电池通过将电子从电池的一端“移动到另一端”来存储和释放能量。我们可以利用来自那些移动电子的能量来为我们工作,比如为钻机提供动力一样。
      电池的这两个“端”称为电极。一个称为阳极,另一个称为阴极。通常,阳极由碳制成,阴极由称为金属氧化物的化合物制成,如氧化钴。
      最终的电池成分称为电解质,它位于两个电极之间。在锂离子电池的情况下,电解质是含有锂离子的盐溶液。锂电池也因此得名。将电池放入设备时,带正电的锂离子会被吸引并向阴极移动。一旦阴极被这些离子轰击,阴极就会比阳极充电更多,这会吸引带负电的电子。随着电子开始向阴极移动,我们迫使它们穿过我们的器件并利用电子流向阴极的能量来产生电能。你可以把它想象成水轮,除了在这里不是水流动,而是电子流动。
      锂离子电池特别有用,因为它们是可充电的。当电池连接到充电器时,锂离子以与以前相反的方向移动。当它们从阴极移动到阳极时,电池恢复供另一次使用。与其他电池相比,锂离子电池每单位重量也可以产生更多的电力。这意味着锂离子电池可以存储与其他电池相同的功率,但可以在更轻更小的体积中实现。

    具体我们是如何为电池充电的呢?
      简单来讲,电池由三个部件组成:正电极,负电极和电解质。当电池正在充电时,锂离子从正电极中提取并通过晶体结构和电解质移动到负电极,在那里它们被存储下来。此过程发生得越快,电池充电的速度就越快。制造电池的材料会严重限制该速率。石墨是负极的常用材料,因为它能很好地接受正离子并具有高能量密度。在寻找新的电极材料时,研究人员通常会尝试使颗粒变小。然而,制造具有纳米颗粒的实用电池是困难的,因为它与电解质产生许多棘手的化学反应,因此电池不会持续那么长,而且制造成本昂贵。

    智能手机电池之衰。

      市面上多数手机厂商都表示自家手机正常使用一天无压力,一天一充即可。但结果真如他们所说吗?
      如果你近期购买了新款的旗舰手机,就会发现新机型的电池的实际表现其实不如前代机型。
      过去的几周时间里,《华盛顿邮报》科技测评员Geoffery Fowler对13部手机进行了相同的电池测试。除去一些个例,今年顶级旗舰机型的电池表现普遍不如去年。iPhone XS的平均续航时间比iPhone X少21分钟,谷歌的Pixel 3续航差异更加明显,时间上比前代Pixel 2少了近一个半小时。
      手机厂商发布会上各种吹嘘自家针对电池寿命提升的技术,包括采用更高效的处理器、低功耗模式及人工智能等以管理应用程序的耗电情况。然而,Geoffery Fowler的测试结果,以及其采访过的其他测试员的测试结果,揭示了业内公开的秘密:智能手机中的锂电池正处在一个尴尬的节点,由于新技术对锂电池的要求越来越高,智能手机的整体电池寿命有所下降。
      硅谷的一家电池优化技术公司Qnovo的首席执行官Nadim Maluf称:“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%。
      手机续航变差可以归咎于很多原因,高分辨率屏幕、更为复杂的应用程度的需求,最重要的一点是,现如今我们已经放不下手机了。相较早年间的充电电池,锂电池的出现算是技术上的一大突破,但还是存在一些物理限制,比方说电池容量会随着使用时间的加长不断下降,如果被损坏或处理不当还存在爆炸的风险。
      此外,手机电池的使用环境也将变得愈加苛刻。最新的5G无线网络技术很快将进入美国市场,这也不可避免的对智能手机的电池能耗提出了更高的要求。
      Geoffery Fowler的测试仅涉及13款智能手机,有一定的局限性。当然,用户的实际体验取决于个人使用手机的方式,也能通过一些操作来延长电池的续航时间。
      我们也不能一竿子打倒一片,对整个智能手机市场的电池续航表示过分担忧。在Fowler的测试中,也有表现不错的机型,三星的Note9和苹果的iPhone XR,这两款手机在设计上各有千秋,在全新的电池技术迟迟未出现的当下,也很好地其他厂商提供了一些延长电池寿命的思路。

    为什么手机续航在减少?
      结合测试结果,Fowler考虑到导致手机续航减少的两方面因素。他近日邀请了CNET, Consumer Reports和Tom's Guide等多家科技媒体的评测人员,探讨了如何通过电池测试技术来找出手机在日常使用过程中电池续航缩短的原因。Tom's Guide的主编Mark Spoonauer表示:“智能手机的平均续航时间正在下降”。他还发现新款iPhone XS的电池性能比一年前的iPhone X更糟糕。
      但并非所有的评测人员都发现了电池性能的下降——不同的测试结果有助于揭示智能手机市场的现状。
      一般来说,机身尺寸较大的手机,电池续航时间更长,但我们不能光看电池尺寸的大小。还记得黑莓吗?他们家有多款机型的电池远远小于如今的智能手机,但待机时间能有好几天。
      Fowler称自己的电池续航测试并不算是绝对完美的,还是会存在一定的误差。此次测评的手机是从Embedded Microprocessor Benchmark Consortium借来的。
      测评过程中,Fowler使用测光表将所有手机设置为相同的亮度,然后强制重新加载手机的网络浏览器,并滚动浏览其通过本地WiFi提供的一系列网站。为保证测试结果的准确性,整个过程他进行了多次重新运行测试,然后对结果取平均值。
      与他一样,CNET也发现iPhone 8和iPhone X(以及三星的Galaxy S8和S9)之间的电池性能存在明显下降,过程中手机开启飞行模式,以50%的亮度循环播放视频以测试屏幕。
      双方的测试结果都发现:采用高分辨率或是OLED屏幕技术的手机续航表现普遍更差。(OLED技术可能需要更多的电力来推出光线。)因此,如果你希望手机待机时间更长,请调低屏幕亮度,还有一种方法,试着戒掉手机瘾,不要再每天频繁地看手机啦。
      Tom's Guide的测评考虑到了另一个影响电池的因素:蜂窝连接,即随时随地能上网的运营商网络连接。与Fowler的测试结果不同,Tom's Guide的测试中,Pixel 3 XL与Pixel 2 XL的续航时间相当可观。
      根据Tom's Guide测试:如果你希望电池续航时间更长,请尽可能使用WiFi,或者在你不需要的时候可以开飞行模式。苹果和安卓手机均能设置低功耗模式(未在上述测试中反映出来),可以开启运营商网络的同时减少某些应用中数据流量的消耗。
      不过,有一个反例是Consumer Reports,测试发现新款的iPhone XS待机时间比去年的iPhone X延长了25%。它的测试是通过手指机器人来进行的,让手机循环进行不同的操作和应用程序,包括在黑屏时暂停操作。
      Consumer Reports的测试很考验手机的处理器性能,而在这方面,众多手机厂商,尤其是苹果,发布的新款机型采用的处理器较前代均有大幅度提升。
      总的来说,电池续航时间到底是在减少还是增加呢?Consumer Reports的电子产品测试主管Maria Rerecich表示:“现在还不好下定论。”

    手机如何提升电池性能?
      先来看看Fowler测试中表现不错的两款今年新发布的手机。
      三星的Note9的电池性能提升主要归功于4000 mAh的大容量电池,高于Note8的3300 mAh。(iPhone XS电池仅为2659 mAh,相较前代iPone X还缩水了。)
      不得不说,更大容量的电池是市面上很多手机厂商的趋势所向。Fixit是一家以拆卸设备闻名的维修指南网站,它表示,过去五年手机电池的容量几乎翻了一番。
      但一味的提升电池容量真的好吗?华为近日推出新机Mate 20 Pro,该手机尚未在美国发售,电池容量为4200 mAh。实际上,更大、更密集的电池可能会更加危险(三星之前发生爆炸的Note7就是很好的例子),更不用说会增加机身重量了。Note9有一块超大的屏幕和一支触控笔,机身重量达7.1盎司(201克),是一副扑克牌的两倍不止。这种加大容量的方案孰好孰坏还得消费者自己判断。
      Apple近期推出的iPhone XR则采取了完全不同的方案:通过缩小屏幕技术——降低分辨率,降低亮度和降低色彩质量——从而极大地延长了电池续航时间。测试结果显示,尽管屏幕尺寸更大,XR的续航时间比XS延长了3小时。售价上,XR还比XS低了250美元,对广大消费者来说不失为很好的选择。
      电池优化公司首席执行官Maluf表示:“消费者必须开始做好妥协的准备了。”
      也许未来的手机市场将进一步细化,就跟购买汽车一样。相较耗油的凯迪拉克,节油型汽车最终颠覆了市场,消费者会更倾向于选择本田。如今苹果的iPhone XR就好比智能手机市场的本田思域。
      当下我们的选择不外乎两种:买一部续航好的手机,或者更频繁地充电。对一些厂商而言,快充技术也是一种策略上的选择。现在很多手机都支持无线充电,但很少有咖啡馆、办公室或机场贵宾室会提供此服务。
      然后再看充电头本身。苹果公司多年一直沿用5瓦的充电头,在这一点上,应该向谷歌好好学习学习,谷歌出售的Pixel手机配有18瓦充电器,并声称充电15分钟,续航可达7小时。续航提升的方案不仅仅局限于当下几种,未来手机厂商还能给我们带来什么惊喜,拭目以待吧。
    laintimed
    katatsuki

    LEVEL 2 升华
    UID:1266029
    精华:0
    主题:3
    帖子:474
    威望:1147
    天使币:3468
    宣传度:2
    天然°:230
    腹黑°:229
    精灵:0
    红玫瑰:0
    白蔷薇:0
    阅读权限:30
    注册时间:2015-5-23
    来自:幻夢
    状态: 不在线

  • TA的每日心情
    开心

    签到天数: 50天[LV.5]常住居民I

  • laintimed 发表于 2018-11-8 23:13:10 |显示全部楼层
    升级
    电池发展好慢啊啊啊
    已有 1 人评分天然 腹黑 收起 理由
    超级混源体老邱 + 5 + 5 沙发奖励!

    总评分: 天然 + 5  腹黑 + 5   查看全部评分

    使用道具 举报

    王之水货

    LEVEL 1 断罪
    UID:1553990
    精华:0
    主题:1
    帖子:174
    威望:261
    天使币:961
    宣传度:5
    天然°:8
    腹黑°:8
    精灵:0
    红玫瑰:0
    白蔷薇:0
    阅读权限:15
    注册时间:2016-8-27
    状态: 不在线

  • TA的每日心情
    开心

    签到天数: 82天[LV.6]常住居民II

  • 看样子我们化学学的都是不对的。什么鬼充电电池嘛,还不得减寿。啥时候解决这个问题了,手机就能一直坚挺了。
    已有 1 人评分天然 腹黑 收起 理由
    超级混源体老邱 + 3 + 3 板凳奖励!

    总评分: 天然 + 3  腹黑 + 3   查看全部评分

    使用道具 举报

    haohaoyu5
    haohaoyu5

    LEVEL 3 POWER
    UID:1255407
    头衔:思乡的旅行者
    精华:0
    主题:3
    帖子:1426
    威望:3125
    天使币:7203
    宣传度:1
    天然°:132
    腹黑°:131
    精灵:0
    红玫瑰:0
    白蔷薇:0
    阅读权限:45
    注册时间:2015-5-6
    来自:豫北中原
    状态: 不在线

  • TA的每日心情
    开心

    签到天数: 735天[LV.Master]伴坛终老

  • 现在的手机换个电池还挺不容易
    已有 1 人评分天然 腹黑 收起 理由
    超级混源体老邱 + 1 + 1 地板奖励!

    总评分: 天然 + 1  腹黑 + 1   查看全部评分

    使用道具 举报

    武爷控
    武爷控

    梦幻天使
    UID:1734758
    精华:0
    主题:3
    帖子:65
    威望:669
    天使币:3823
    宣传度:100
    天然°:61
    腹黑°:61
    精灵:0
    红玫瑰:0
    白蔷薇:0
    阅读权限:130
    注册时间:2018-5-3
    来自:工口神教
    状态: 不在线

  • TA的每日心情
    开心

    签到天数: 1天[LV.1]初来乍到

  • 武爷控 发表于 2018-11-9 01:22:12 |显示全部楼层
    楼主第一句话是废话,啥都有极限。同时又是屁话,锂离子电池的能量密度现在也就300W/kg,理论预测值是550-650W/kg,目前这才是一半。另外锂电池不止有锂离子,还有固态锂,锂-硫,锂-空气。固态锂相当稳定,已经有商业化应用。后面两个理论能量密度分别是1100W/kg与3000W/kg,虽然都在研究中。

    Li-Air综述,https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2018/cs/c8cs00009c

    至于核聚变电池?君不见合肥托卡马克的体积?你要缩小到电池的程度,你拿啥来升温?拿啥来约束等离子流?拿啥来约束中子流?你这个能量密度炸起来就是个小型氢弹,你咋不提超导电池?

    这种东西文献,acs, rsc, webofscience上搜起来一大堆。动点脑思考下会死啊。
    已有 1 人评分天使币 天然 腹黑 收起 理由
    689777 + 10 + 15 + 15 很给力!

    总评分: 天使币 + 10  天然 + 15  腹黑 + 15   查看全部评分

    使用道具 举报

    眠傘
    NEMUGASA|華屋さん

    LEVEL 8 执行者
    UID:1302438
    头衔:猫控
    精华:0
    主题:132
    帖子:7207
    威望:10352
    天使币:87666
    宣传度:699
    天然°:11058
    腹黑°:11058
    精灵:3
    红玫瑰:9
    白蔷薇:5
    阅读权限:110
    注册时间:2015-7-19
    来自:異次元
    状态: 不在线

    该用户从未签到

    眠傘 发表于 2018-11-9 02:51:58 |显示全部楼层
    然而、電池還輪不到退休,手機就進冷宮了XD

    使用道具 举报

    蓝夜

    LEVEL 3 POWER
    UID:151114
    精华:0
    主题:0
    帖子:1032
    威望:928
    天使币:2806
    宣传度:0
    天然°:14
    腹黑°:8
    精灵:0
    红玫瑰:0
    白蔷薇:0
    阅读权限:25
    注册时间:2011-12-19
    状态: 不在线

  • TA的每日心情
    无聊

    签到天数: 342天[LV.Master]伴坛终老

  • 蓝夜 发表于 2018-11-9 04:56:29 |显示全部楼层
    核能估计不可能 如果泄露了。。。

    使用道具 举报

    tmnt2009

    见习天使
    UID:278485
    精华:0
    主题:0
    帖子:36
    威望:35
    天使币:247
    宣传度:0
    天然°:55
    腹黑°:5
    精灵:0
    红玫瑰:0
    白蔷薇:0
    阅读权限:10
    注册时间:2012-5-6
    状态: 在线

  • TA的每日心情
    开心

    签到天数: 16天[LV.4]偶尔看看III

  • tmnt2009 发表于 2018-11-9 09:03:00 |显示全部楼层
    现在很多旗舰手机电池就是很小,电池还不如千元机。

    使用道具 举报

    怀旧呀555

    梦幻天使
    UID:690046
    精华:0
    主题:13
    帖子:9067
    威望:10245
    天使币:4005
    宣传度:155
    天然°:1049
    腹黑°:939
    精灵:0
    红玫瑰:0
    白蔷薇:0
    阅读权限:130
    注册时间:2013-5-16
    来自:河南
    状态: 在线

  • TA的每日心情
    奋斗

    签到天数: 2006天[LV.Master]伴坛终老

  • 怀旧呀555 发表于 2018-11-9 10:23:39 |显示全部楼层
    现在好像有不少企业都在研究电池这块,估计不久就会商用了···

    使用道具 举报

    yuan1996xing
    月末之光

    LEVEL 2 升华
    UID:159915
    精华:0
    主题:7
    帖子:559
    威望:645
    天使币:1356
    宣传度:13
    天然°:20
    腹黑°:21
    精灵:0
    红玫瑰:0
    白蔷薇:0
    阅读权限:20
    注册时间:2012-1-1
    来自:柳州
    状态: 不在线

  • TA的每日心情
    郁闷

    签到天数: 97天[LV.6]常住居民II

  • yuan1996xing 发表于 2018-11-9 11:25:37 |显示全部楼层
    电池不是每年都感觉声称有新突破,然而距离商用还需要很长时间吧

    使用道具 举报

    您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

    加天使同城QQ群,有威望奖励~

    回顶部