标签: 电池续航

自从2010年苹果发布了iPad，相较以往用键盘鼠标来操作电脑，平板电脑的多点触控屏幕操作模式自此为用户带来变革，紧接着越来越多厂商(如微软、亚马逊、三星、华硕等等)投入制造生产。 2012~2018平板电脑慢慢达到饱和，不仅因价格便宜而深受各年龄层喜爱，对用户而言，平板电脑最大的魅力在于操作方便，透过直观式的图形接口、手指操作与无线网络联机，便可完成大部分电脑可作业的事情。 但对于采购或消费者来说，该 如何下手挑选出合乎使用的平板电脑？ 百佳泰从丰富的平板产品相关测试案例中，整理归纳了 五大重要功能性指针 ： 电池续航力与充电 无线网络效能 屏幕效能 使用者经验 应用程序效能 在本篇文章中，我们将分享 「电池续航力与充电」 主题，针对5款平板电脑电池续航力来分别作比较与分析。 图:本文分析的五款平板电脑 首先来看电池续航力部分，计算的方式是电量从100%消耗到0%所花费的时间，我们使用各平板电脑最大分辨率播放YouTube，其中亮度和音量都设定为50%，因电池续航力也会与平板电脑的电池容量大小有关，故我们会一并做计算，量测结果如下表: 整体电池续航力由Amazon的Fire HD以2.45小时/per 1000mAh 拔得头筹，但其他几台的相距也不大，各台平板电脑平均都有14~15小时的电池续航时间，一整天使用下来是很足够的。 再来要比较的是不同类型充电器(如BC1.2、Power Delivery、智能充电IC等……)的兼容性和充电行为，包括行动电源和普通USB充电器共9款来分别对平板电脑充电，并算出到电池充满100%所花费的时间。 图: 九款充电设备列表 各款平板电脑由不同的充电设备充满至100%电量所花的时间差异有大有小，支持快充功能的充电器充电时间变短，但也有充电设备因不兼容而使时间拉长。以Amazon Fire HD 10.1” 来说相差达3倍之多，最快的设备约4小时可以充满电；而最长则要14个小时才能充满，代表充电时是用最小电流在充电(5V, 500mA)。 所有平板电脑在使用这9种充电器与移动电源都可以顺利进行充电，以结果来看，Walmart系列的平板对各充电设备比较一致，平均约8个小时左右可以充满电，依我们的经验判断应是Walmart平板对充电设备都是使用固定的电压电流来进行，兼容性较好；而Amazon系列的平板则会配合对应不同的充电器，因而在各设备充电时间上差异颇大。 但从数据来看Walmart平板最大支持瓦特是9W，而Amazon平板则是15W，若是有支持15W以上的充电设备，Amazon平板会比较占优势，因此平板的好坏仍依个人需求来取舍。 平板电脑可说是近年来最好用方便的3C产品之一，不仅轻薄方便携带，看电子书、上网、追剧、画图以及拍照样样都行，对于一般轻使用者而言几乎可以取代电脑。电池续航力下回我们将分享 「无线网络效能」 的比较，从造成影响的上网速度、抗干扰能力、传输距离的能力等层面完整分析！

原标题：手机电池续航差，真的是厂商故意之举么？ 　  随着智能手机的兴起，续航成为用户头疼的问题，从功能机时代的一周一冲，三天一冲，到如今的一天一充，甚至一天两充。   　　有人认为手机厂商是故意不把电池的续航做靠谱，故意把电池续航做差来卖移动电源，是资本阻扰了电池技术的发展，事实果真如此吗？我们来看一下。 　 　一、为什么手机用锂电池？ 　　目前，我们用的绝大部分电池都来自于一个古老的模型——公元1800年的原电池。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电池，都是材料的升级。原理和300多年前的电池基本类似。 　　其实，最早的大哥大手机用的是镍氢电池，而非锂电池。在1992年索尼发明了可充电的锂离子电池之后，锂电池才逐渐进入我们的电脑，手机，成为主流电池。 　　电池由正级，负级，电解液构成的，电解液种类比较少，一类是传统的电解液，我们就叫锂离子电池，不加其他名字，还有一类是有机聚合物当电解液，但是有机聚合物已经不是液体了，我们就叫锂聚合物电池或者锂离子聚合物电池。这是两大类。 　　两大类下，根据电池正级材料的不同(负级材料大多是石墨)，分为钴酸锂锂离子(聚合物，后面就不加了，下同)电池、锰酸锂锂离子电池、三元材料锂离子电池、磷酸铁锂锂离子电池。 　　这里面，钴酸锂循环次数比较少，安全性比较差，但是容量比较好，相对便宜，用的最多，市面上绝大部分手机电池都是钴酸锂电池。 　　三元材料性能更好，除了峰值电流过载不行，其他指标都不错，但是贵，用的少。 　　锰酸锂安全性不错，过载也不错，但是容量不行，寿命不行，用的也少。 　　磷酸铁锂寿命最好，过载大，但是容量不行，价格也贵，除了电动车和航模基本没有使用的。 　　就是说，我们目前的手机电池，已经是是用了容量比较好的材料了，除非再出现1992年索尼发明锂离子电池这种突破，否则就只能是缓慢提升。 　 　二、是什么影响了电池容量？ 　　其实，电池能量密度问题是一个天生的问题，我们日常用到的能量，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。 　　我们用电池，也是电子的转移，而学过初中化学的都知道化合价的概念，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。 　　本来锂金属是很危险的，是索尼发明锂离子电池才让锂可以用于充电电池。 　　而电池里面不仅仅有锂化合物，还需要有负极材料，需要有电解液。需要有外壳，结果就是锂材料只含电池重量的2%左右，这点材料全部放出来，也没有多少电量，更不用说，为了稳定，还有大约50%的电量是不能放的。 　　最终，就是人类做了很多很多努力，搞出来各种新材料，包括近期的石墨烯，碳纳米管，但是可以工业化生产出来的电池能量密度每年能提升10%就谢天谢地了。 　　三、不是故意扼杀 　　其实，关于电池材料进步的消息每年甚至每个月都有。但是要产业化需要一个过程，其实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，如果大鳄有能力扼杀进步，那么今天我们还在用铅酸电池。 　　对于苹果、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。其实，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。 　　你要求轻薄，要求大屏幕，要求高速处理器，还要求续航，电池表示“臣妾实在是做不到啊。” 　　所以，手机续航不足，是锂电池原理限制，材料科学进步缓慢、智能手机耗电量增长过快的综合结果，所谓阴谋论是想多了。  

拜智能手机在软硬件设计上更为精进、电池技术突飞猛进及新材料不断被发现所赐，分析师乐观指出，未来智能手机电池续航力将较以往多出3倍以上。 富比士（Forbes）网站报导，攸关手机电池续航力表现的首要发展便是内部零件设计精简化，例如三星电子（Samsung Electronics）推出的智能手机用嵌入式层叠封装（Embedded Package on Package；ePoP）芯片。 由于ePoP芯片已包含LPDDR3 DRAM、eMMC与控制器，因此可直接安装在处理器芯片以节省空间，最多可省下4成空间，以容纳更大尺寸电池。 移动应用处理器（AP）技术在省电贡献上也值得一提，例如高通（Qualcomm）的Snapdragon 810（骁龙810）与三星采用14纳米制程的Exynos 7 Octa处理器芯片，效能大幅提升外也更加省电。 此外，像是Google推出手机模组化Project Ara后，不仅解决废弃手机问题，也解决手机厂与消费者客制手机问题，因此，未来不排除电池厂商可趁机推出更大尺寸电池来供应模组化手机。 至于充电技术也有所突破，其中包括高通Quick Charge，可让一颗3300mAh容量电池30分钟内充足6成电力，而诺基亚（Nokia）也推出以声音为充电来源的技术，Ampy则发展出以身体震动为手机充电的新技术。 以色列新创公司StoreDot号称可让手机几秒钟内完成充电，开发出可60秒完成充电的电池已开始寻找厂商合作，最快2016年底搭配手机出售。 除在硬件与充电技术出现具体突破外，科学家也不断发现新的电池材料，可让电池本身续航力大增，其中又以石墨烯（graphene）最具代表性。石墨烯导电性比金属铜佳，且重量轻、表面积大，是发展大容量电池理想材料，其同时又兼具强度与可挠性。 日前美国史丹佛大学（Stanford University）研究人员也开发出纯锂阳极（lithium anode），可望让电池容量提高4倍。 研究人员指出，相较一般锂阳极充电循环为25次，新的锂阳极次数可高达100次。 目前最佳锂阳极库伦效率（Coulombic efficiency）为96%，代表4%容量会在放电过程流失，但研究团队已将效率提升到99%，预计5年内原型机可商业化。 除此之外，包括宏达电、Sony与三星手机都开始引进省电模式技术，Android与iOS等作业系统皆具备分析用电量功能，其中Google更透过Project Volta让Android 5.0更加省电。分析师指出，从这些发展来看，目前手机软硬件与电池本身，其实都已朝向精进省电的共同目标前进。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载