從幾個像素的迷你黑白屏發(fā)展到幾百萬像素的震撼全面屏，科技進步如此令人瞠目結(jié)舌。 但手機有一個重要組件幾十年卻沒有較大改進，被人們吐槽的最多，那就是電池。

在功能機時代，手機的滿電續(xù)航時間通常都在2-3天甚至更長也不稀奇，但到了大屏智能機時代，手機的續(xù)航水平卻一下子降到了一天，甚至還不到。

為什么電池的發(fā)展就不適用摩爾定律?為什么減小體積，增大容量對電池來說就那么難?電池的發(fā)展究竟經(jīng)歷了怎樣的歷程?今天，我們就來聊聊手機電池的，前世今生。

早期，以技術(shù)成熟的圓柱形鎳鎘電池解決有無問題

上世紀80年代，世界上***款真正意義的手機摩托羅拉DynaTAC 8000X上市。這款方方正正看起來像磚頭一樣的東西，重達2傍(907g)，售價達到了3995美元，約合25261人民幣。那么它的電池什么樣子呢?

其電池倉內(nèi)部設(shè)計可謂是丑態(tài)百出，六枚圓柱電池被膠帶捆綁，組成一套輸出電壓為7.5V的電池組。相比如今普遍3.8V的電池電壓來說，功耗要高出不少。它所采用的電池，正是在那個時代廣泛采用的鎳鎘電池(Nickel-Cadmlum Battery)。

一個需要7.5V高電壓供電的設(shè)備，功耗自然了得，盡管配備了如此巨型的電池組，但摩托羅拉DynaTAC 8000X的通話時間卻只有區(qū)區(qū)二十多分鐘。然而更要命的是，給它充滿電需要長達10小時。

除了續(xù)航時間短，充電時間長之外，鎳鉻電池的記憶效應(yīng)也十分嚴重，無法讓用戶隨用隨充。

但在那個年代，容量更高的鋰電池和鎳氫電池尚處于實驗室階段，科學家只能繼續(xù)采用鎳鉻材料，但極力改進內(nèi)部空間，以讓電池所占用的體積更小，并且通過采用新的技術(shù)優(yōu)化電路，降低功耗，從而在不斷革新中降低了手機的體積。

90年代初，以定制方式，實現(xiàn)電池的小型化

到了90年代初期，隨著2G標準的建立，移動通信技術(shù)已經(jīng)越來越成熟，并迎來了爆發(fā)性增長，然而傳統(tǒng)“大哥大”的外形尺寸已經(jīng)成為被用戶抱怨最多的地方，可以說誰的手機設(shè)計的越小，誰就擁有了市場。

所以為了小型化，手機廠商開始拋棄傳統(tǒng)內(nèi)含圓柱形鎳鉻電池的電池倉，轉(zhuǎn)而采用定制小型化的鎳鉻電池包。

1992年十月，諾基亞推出的首款GSM網(wǎng)絡(luò)手機1011便是采用這種設(shè)計，它的體重控制在了476g，幾乎是早期“大哥大”體重的一半。

雖然系統(tǒng)的設(shè)計電壓依然為7.2V，但得益于改善的功耗控制，該機的待機時間可以達到12個小時，3個小時的通話時間是***代”大哥大“的6倍。

但這樣的表現(xiàn)依然需要一天一沖，并且鎳鉻電池的充電時間都要在10小時左右，想想還是蠻不方便的。

什么是記憶效應(yīng)?

如果您接觸過90年代的老式手機，一定記得這些手機在***次使用的時候一定要進行一次長時間的充電，并在每滿一個月左右的時候定期進行一次深度的充放電。

不然手機的電池容量便會降低明顯。這就是記憶效應(yīng)。這種現(xiàn)象在早期的鎳鎘電池最為常見，中期的鎳氫電池有些微影響，而到了后期的鋰電池時代，便不存在這一問題了。所以在鋰電池時代，我們可以對手機隨充隨用。

到了90年代，隨著半導(dǎo)體電路技術(shù)的進步，手機的體積在工程師的圖紙上變得越來越小巧，但唯獨電池的體積，卻并不能像整機那樣成比例的縮小。

原因大家都很清楚，鎳鎘電池所能提供的電量有限，想要讓手機擁有不錯的續(xù)航則僅能維持較大的電池空間占比。

1990年，鎳氫電池開始商用

鎳氫電池的問世，讓業(yè)界看到了手機電池新的希望，因為這種電池技術(shù)成本并沒有比鎳鉻電池增加多少，但電池容量卻有了顯著提升。

還有令設(shè)計者非常開心的是，相比鎳鉻電池，鎳氫電池不僅更加環(huán)保，而且記憶效應(yīng)也要比之更不明顯，可謂是非常理想的替代產(chǎn)品。

對于90年代初期的手機用戶來說，手機的形態(tài)就是一塊磚。然而有一款手機顛覆了所有人的認知，那就是——摩托羅拉StarTAC，它采用貝殼式翻蓋設(shè)計，一只手便可輕松握持，而能夠達到如此mini的身材，當然與小型化的電池設(shè)計是分不開的。

在摩托羅拉StarTAC身上采用了一塊小巧的鎳氫電池，電池的電壓也從傳統(tǒng)的7.5V降到了3.6V。

鋰電時代，從步履蹣跚到統(tǒng)治全局

1992年，索尼研發(fā)多年的鋰離子電池終于投入商業(yè)使用，但由于高昂的售價以及并不突出的電量優(yōu)勢，讓其只能在自家的產(chǎn)品上小試拳腳。

然而，這一切隨著1994年的一句廣告語而打破，那年戴爾的筆記本產(chǎn)品***采用鋰離子電池。

并且打出了：”戴爾筆記本電腦，讓你在飛機上從紐約用到洛杉磯!“這句廣告語就好比：”充電五分鐘，通話兩小時“一樣讓當時的人們記憶猶新。

此后，很多手機廠商便將自家產(chǎn)品用的是鋰離子電池作為產(chǎn)品的一大賣點。這也奠定了鋰離子電池后來碾壓鎳氫電池，成為手機標配的基礎(chǔ)。

還記得之前，我們聊到的摩托羅拉StarTAC嗎?該機當時還推出了鋰離子電池作為配件，但只能選裝，并且需要支付相比原裝鎳氫電池更高的費用。由于鋰電池能夠帶來更高的電池容量，所以當時這個配件十分受歡迎。

到了90年代末期，隨著鋰電池材料技術(shù)的革新，以及制造技術(shù)的進步，容量與成本雙雙降低，再加上鋰電池沒有記憶效應(yīng)的優(yōu)點，所以獲得了越來越多手機廠商的青睞。鋰電時代到來了!

21世紀初，手機形態(tài)，煥發(fā)新生

時間來到二十世紀頭十個年頭，我相信這是80、90后的手機愛好者最幸福的年代。因為在這十年，有太多外觀富于想象力的產(chǎn)品面世，例如下面的機型：

手機電池的形態(tài)一直在進化，并潛移默化的影響著手機的外觀。起初，由于它占用的體積巨大，所以手機的體積也巨大;后來，電池縮小了不少，手機也開始出現(xiàn)翻蓋這種顛覆性的設(shè)計。

而到了再后來，當電池可以輕松埋在手機內(nèi)部隱藏起來的時候，手機的設(shè)計便開始天馬行空起來。可以看出，手機電池的大小，對于手機外觀的影響是多么巨大!

鎳鉻與鎳氫電池為什么會淘汰?

鎳鉻電池含金屬鉻，會對環(huán)境產(chǎn)生污染，并且這種電池記憶效應(yīng)明顯而電量又不占優(yōu)勢，對于需要隨用隨充的手機來說不太合適，所以會被淘汰。

而鎳氫電池，雖然十分環(huán)保，但具有較輕微的記憶效應(yīng)，但隨著技術(shù)的成熟這個問題已經(jīng)得到緩解。相比鋰離子電池，它在容量上存在硬傷，而且隨著后者成本的降低，鎳氫電池的成本優(yōu)勢不再，所以最終鋰離子電池將二者取代。

為什么市面上全都是5號，7號鎳氫充電電池，而不是鋰電池?

因為在早期，5號電池的電壓規(guī)定為1.2V，并且在這一標準下誕生了很多商品，例如鐘表，錄音機，遙控器等產(chǎn)品，而鎳氫電池的平臺電壓剛好是1.2V，并且從循環(huán)次數(shù)和成本方面要比鋰電池更勝一籌，所以擁有3.7V平臺電壓的鋰電池便沒有了多少存在的意義。

大屏時代——電池再次成為發(fā)展的瓶頸

2007年，蘋果發(fā)布iPhone，正面一塊大屏，一個按鍵，一個聽筒，就是你看到的全部。如此極簡的設(shè)計在當時引起不小轟動，但后來這種大屏設(shè)計卻仿佛成了行業(yè)的標準，一直延續(xù)至今。

然而，在這種設(shè)計之下，電池再次成為制約手機發(fā)展的瓶頸，因為手機的續(xù)航時間再次回到一天一充的水平。

我們隨便拆開如今的一部手機，便會發(fā)現(xiàn)它的內(nèi)部，電池占據(jù)了絕大部分空間。而且如今的鋰電池比以往任何時候的能量密度都要高。

但這也架不住我們對手機越來越深的依賴，導(dǎo)致屏幕，處理器，內(nèi)存等電子元件大口大口的吞噬來自電池釋放出的電子。手機的設(shè)計者們也在不停地在尋找解決方案。例如下面這些例子：

在我拆解過的中興天機MAX手機內(nèi)，設(shè)計者利用鋰離子聚合物電池可以自由塑造形態(tài)的特性，而打造出了層疊電池，來壓榨手機內(nèi)部僅存的那么一點空間。但這樣的成本較高，收效卻較小，所以并沒有成為主流。

蘋果用iPhone X告訴我們，一個鋰離子電池解決不了的問題，那我們就用兩個來解決。但根本問題在于電池依然占據(jù)絕大部分空間，手機的續(xù)航也并沒有突出表現(xiàn)。

而另一種曲線救國的方法，成為業(yè)界的主流，那就是引入快充技術(shù)。然而充電過快，對于電池的安全以及壽命都會有影響。

為此，有的廠商開始對電池材料本身動手腳了。在榮耀Magic的電池內(nèi)，華為引入了一種新的鋰離子聚合物電池技術(shù)，通過引入雜原子，改變石墨負極的分子結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)了在不影響電池壽命的前提下，快速充電。

而充電的***功率，高達40W。這讓該機充滿電的時間不超過一個小時。

但快充技術(shù)無論多么先進，必須擁有合適的充電環(huán)境以及器材的制約，便決定了它無法從根本上解決如今手機續(xù)航不足的問題。

那么問題來了，為什么電池進步這么困難?

在過去20年里，手機的供電材料幾乎被鋰離子電池統(tǒng)治著，但是相比屏幕，處理器等原件，電池的技術(shù)進步卻并不明顯。

但當我們?yōu)榇硕乖甑臅r候，其實電池研發(fā)的科學家們或許比我們還焦躁，因為他們幾乎把元素周期表上所有元素所能組成的物質(zhì)都進行了推演，力求找到新的正負極材料。

但即想要它足夠安全，又要它具備足夠多的能量以及極高的充放電循環(huán)次數(shù)，還要滿足工業(yè)化的低成本生產(chǎn)，想要做到這些要比單純提升晶體管工藝，增加屏幕尺寸難得多得多.......