手机电池为何都用锂离子电池?

2020-07-02      1248 次浏览

使用智能手机的应用已经成为人们生活的大趋势,随着智能手机的兴起,手机电池使用时间短成为每个消费者最头疼的问题,以前的手机一星期充一次电,而现在的智能手机一天充一次电,有时候甚至要一天两次。


我们都了解手机中的电池用的是锂离子电池,既然它的续航能力这么差,为何生产商还要用这种电池,很多人都认识这是厂商故意而为之,其实不然。


有关电池材料进步的消息每年甚至每个月都有。但是要产业化要一个过程,锂离子电池从发明到产业化也不过几年,真有靠谱的突破,很快就会转化。所谓资本大鳄阻碍技术进步是不成立的,因为从铅酸电池,到镍氢电池,从镍氢电池到今天的锂离子电池,都是很大的突破,假如大鳄有能力扼杀进步,那么今天我们还在用铅酸电池。


关于苹果、小米这种集成商,他们并没有能力决定上游产业链。三星、LG、力神、比亚迪给他们什么样的电芯,他们就能做什么样的手机电池。苹果的续航在手机里面还算不错的。手机电池其实一直在进步,过去10年,手机电池的能量密度已经提升了一倍。过去多普达696硕大的电池只有1200mah,而如今3000mah的电池也大不了多少。只是现代智能手机因为高性能处理器、大屏幕的缘故,耗电远高于功能手机,电池进步了,我们依然感觉电池不够用。


此外,手机的轻薄化也限制了手机的续航。现在有厂商开发出来了6000mah,续航出色的手机,厚度做到11.9mm,依然被认为过厚,而在功能机时代15mm的手机是常态。


手机为何要用锂离子电池而不用其他类型的?


目前,我们用的绝大部分电池都来自于公元1800年的原电池一个古老的模型。最近300年来,人们不断寻找正极和负极材料,提升能量密度,无论是干电池、镍镉电池还是流行的锂离子电池,都是材料的升级。原理和300多年前的电池基本类似。这种电池体积小,可大大减小手机的体积;没有记忆效应可有效提高电池的使用时间。


我们使用的手机电池能量密度问题是一个天生的问题,日常用到的能量归根结底是电子的转移。我们烧煤、烧油,从化学的角度看,都是氧化还原反应,其中有电子转移。我们用的电池,也是电子的转移,而学过初中化学的都了解化合价的概念,一个原子,电子转移数量是有限的。


只有在元素周期表的前两行的轻原子才有可能成为好的能量载体,而化学元素周期表前两行元素只有10个,氢氦锂铍硼,碳氮氧氟氖。其中氦与氖都是惰性气体,氧与氟都是氧化剂,在氢,碳,硼,铍,锂中,目前我们用来做电池的只有锂。


所以,手机续航不足,是锂离子电池原理限制,材料科学进步缓慢、智能手机耗电量上升过快的综合结果并不是厂商故意而为之。


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