能别让我一天一充么，手机续航为啥“龟速”进步？
在上一期中，我们谈到了手机屏幕的前世今生（从蛇形到全面屏，手机屏幕是如何演变到今天的位置的？从几个像素的迷你黑白屏幕到数百万像素的令人震惊的全面屏，技术进步令人瞠目结舌。但是手机有一个重要的部件，几十年来一直没有太大的改进，而且被抱怨最多，那就是电池。
在功能手机时代，手机全电续航2-3天甚至更长的情况并不少见，但在大屏智能手机时代，手机的续航水平已经下降到一天，甚至更短。为什么摩尔定律不适用于电池的开发？为什么减小电池体积和增加电池容量如此困难？电池的发展经历了怎样的过程？
今天，我们就来聊聊手机电池，过去和现在。
80 年代的人们使用摩托罗拉 8000X 手机
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在早期，存在和不存在的问题被成熟的圆柱形镍镉电池解决了
上世纪80年代，世界上第一款真正的手机摩托罗拉8000X问世。这个四四方方的砖块状的东西重 2 磅（907 克），售价 3,995 美元，约合 25,261 元人民币。那么它的电池是什么样子的呢？
图片右侧的红绿标签是摩托罗拉8000X的电池（图片来自网络）。
这是摩托罗拉8000X测试版电池仓的内部结构（图片来自网络）。
从图中可以看出，电池仓的内部设计可谓是丑陋满满，六个圆柱形电池用胶带绑在一起，形成一组输出电压为7.5V的电池组。与当今常见的3.8V电池电压相比，功耗要高得多。
从包装信息可以看出，它使用的电池是镍镉电池（-），在那个时代被广泛使用。
需要 7.5V 高压电源的设备自然会消耗大量电量，尽管配备了如此庞大的电池组，但摩托罗拉 8000X 的通话时间只有 20 多分钟。更糟糕的是，充满电最多需要 10 小时。
“老大哥”历代的进化史，左边第一个是摩托罗拉8000X
除了电池寿命短、充电时间长外，镍镉电池的记忆效应也非常严重，用户无法随时充电。
但当时，大容量锂电池和镍氢电池还处于实验室阶段，科学家们只能继续使用镍铬材料，而是试图改善内部空间，使电池占用的体积更小，并通过采用新技术优化电路，降低功耗，从而在不断创新中减小手机的尺寸。
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在90年代初，电池的小型化是以定制的方式实现的
90年代初，随着2G标准的建立，移动通信技术日趋成熟，并迎来了爆发式增长，但传统的“老大哥”外形却成为用户吐槽最多的，可以说谁的手机设计更小，谁就拥有市场。
因此，为了小型化，手机厂商已经开始放弃传统的包含圆柱形镍镉电池的电池仓，转而使用定制的小型化镍镉电池组。
1992年，诺基亚发布了机身小型化的1011，告别了“老大哥”时代
1992年10月，诺基亚首款GSM网络手机1011采用了这种设计，其重量被控制在476g，几乎是早期“老大哥”重量的一半。
虽然系统仍设计为7.2V，但由于功率控制的改进，机器的待机时间可以达到12小时，3小时的通话时间是第一代“老大哥”的六倍。但这样的性能还是需要每天冲洗一次，而且镍铬电池的充电时间在10小时左右，想想就挺不方便的。
提示：
什么是记忆效应？
如果你曾经接触过90年代的老式手机，你会记得这些手机在你第一次使用时必须充电很长时间，并且应该每个月左右定期充电和放电。否则，手机的电池容量会大大降低。
这就是记忆效应。
这种现象在早期的镍镉电池中最为常见，中间的镍氢电池受到轻微影响，但在锂电池后期，这个问题就不存在了。所以在锂电池时代，我们可以随时为手机充电和使用手机。
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镍镉将被淘汰，锂离子电池和镍氢电池将被放在首位
90年代，随着半导体电路技术的进步，手机的尺寸在工程师的图纸上越来越小，但仅靠电池的尺寸却无法像整机那样按比例缩小。原因大家都清楚，镍镉电池能提供的电量有限，要想让手机有个不错的续航时间，只能保持很大比例的电池空间。
1990年，镍氢电池开始商业化
镍氢电池的出现，给手机电池行业带来了新的希望，因为这种电池技术的成本与镍铬电池相比并没有增加多少，但电池容量却有了明显的提升。令设计师高兴的是，镍氢电池不仅比镍镉电池更环保，而且记忆效果不那么明显，可以说是理想的替代品。
摩托罗拉外壳翻盖手机
对于90年代初的手机用户来说，手机的形式是一块砖。不过，有一款手机颠覆了大家的认知，那就是摩托罗拉，它采用了壳式翻盖式设计，单手可以轻松握持，能够做到这样的小巧身材，当然离不开小型化的电池设计。
摩托罗拉使用的小型镍氢电池模块
摩托罗拉采用小型镍氢电池，电池电压也从传统的7.5V降低到3.6V。
锂电池时代，从步履蹒跚到称霸大局
1992年，索尼研发多年的锂离子电池终于投入商用，但由于价格高昂，缺乏突出的功率优势，只能尝试自己的产品。
然而，这一切都在 1994 年被一句广告语打破了，当时戴尔的笔记本电脑产品首次配备了锂离子电池，以及“戴尔笔记本电脑，让你在从纽约到洛杉矶的飞机上使用它们！
从那时起，许多手机制造商在其产品中使用锂离子电池作为其产品的主要卖点。这也为锂离子电池后来粉碎镍氢电池，成为手机的标准配置奠定了基础。
摩托罗拉的锂电池是可选配件
还记得我们之前谈到的摩托罗拉吗？当时，该机还引入了锂离子电池作为配件，但它们只是可选的，而且它们必须支付比原来的镍氢电池更高的成本。由于锂电池的电池容量较高，这款配件在当时非常受欢迎。
诺基亚在90年代末推出的5110手机，具有锂离子电池容量，该机的一大卖点就是超长续航
90年代后期，随着锂电池材料技术的创新和制造工艺的进步，容量和成本都降低了，再加上锂电池没有记忆效应的优势，因此受到越来越多手机厂商的青睐。锂电池时代已经到来！
21世纪初，手机的形式已经重生
时间来到了二十世纪的第一个十年，相信这是80后、90年代出生的手机发烧友最幸福的时代。因为在这十年里，市场上有太多外观富有想象力的产品，比如以下型号：
在21世纪的第一个十年，各种形式的手机相继出现
嵌入式可更换电池是那个时代电池的主流设计
手机电池的形式总是在不断演变，它潜移默化地影响着手机的外观。起初，手机的尺寸很大，因为它占用了巨大的体积，但后来，电池缩水了很多，手机开始有了翻盖一样的颠覆性设计。
后来，当电池可以很容易地埋在手机里面并隐藏起来时，手机的设计开始富有想象力。由此可见，手机电池的大小对手机的外观有着巨大的影响！
提示：
为什么镍镉和镍氢电池被淘汰？
镍镉电池含有金属镉，会污染环境，而且这种电池记忆效应明显，电量不占优势，不适合需要随时充电的手机，所以会被淘汰。
另一方面，镍氢电池是环保的，但有轻微的记忆效应，但随着技术的成熟，这个问题已经得到缓解。与锂离子电池相比，它在容量上存在一个硬性缺陷，随着后者成本的降低，镍氢电池的成本优势已不复存在，因此最终锂离子电池将取代两者。
为什么市场上所有的5号和7号镍氢充电电池都是锂电池？
因为在早期，5号电池的电压规定为1.2V，很多产品都是在这个标准下诞生的，比如钟表、录音机、遥控器等，而镍氢电池的平台电压只有1.2V，在循环次数和成本方面都优于锂电池， 所以3.7V平台电压的锂电池意义不大。
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在大屏幕时代，电池再次成为发展的瓶颈
2007年，苹果发布了，前面有一个大屏幕，一个按钮，一个听筒，这就是你所看到的一切。这种极简主义的设计在当时引起了不小的轰动，但后来这种大屏幕设计似乎已成为行业标准，并一直延续到今天。
然而，在这种设计下，电池再次成为制约手机发展的瓶颈，因为手机的电池寿命已经恢复到每天一次充电的水平。
在内部，电池占据了近一半的空间
如果我们今天拆开一部手机，我们会发现电池占据了里面的大部分空间。如今的锂离子电池比以往任何时候都更加耗能密集。
但这也阻止我们越来越依赖手机，导致屏幕、处理器和内存等电子元件吞噬电池释放的电子。手机设计师也在不断寻找解决方案。以下是一些示例：
中兴通讯天机Max采用的堆叠式电池设计
在我拆解的中兴天机MAX手机中，设计师利用锂离子聚合物电池可以自由塑造形态的特性，打造了堆叠电池，挤压手机内部剩下的小空间。然而，这样的成本高，结果小，所以它们还没有成为主流。
X采用双电池设计，巧妙地利用了飞机中的非矩形空间
苹果用X告诉我们，如果一个锂离子电池不能解决问题，那么我们将用两个来解决问题。但根本问题是电池仍然占据了大部分空间，手机的电池寿命并不突出。
荣耀Magic电池改变石墨阳极的分子结构，实现高效快速充电
另一种救国方式已经成为行业的主流，那就是引入快充技术。但是，充电太快会影响电池的安全性和寿命。出于这个原因，一些制造商已经开始对电池材料本身“做点什么”。
在荣耀Magic电池中，华为推出了一种新的锂离子聚合物电池技术，通过引入杂原子来改变石墨阳极的分子结构，从而在不影响电池寿命的情况下实现快速充电。并且充电功率最大，可达40W。这使得机器可以在不超过一个小时的时间内充满电。
然而，无论快充技术多么先进，它都必须有合适的充电环境和设备的限制，这决定了它无法从根本上解决当今手机电池寿命不足的问题。
那么问题来了，为什么电池的进展如此困难？
在过去的20年里，锂离子电池几乎占据了手机电源材料的主导地位，但与屏幕、处理器等组件相比，电池的技术进步并不明显。但当我们为此焦虑时，其实开发电池的科学家可能比我们更焦虑，因为他们已经推导出元素周期表上几乎所有可以由元素组成的物质，并努力寻找新的阴极和负极材料。
但是，如果要让它足够安全，还要有足够的能量和非常高的充放电循环次数，满足工业化低成本生产的需要，做这些事情比简单地改进晶体管工艺和增加屏幕尺寸要困难得多.......
提示：
如何合理使用锂电池才能使其寿命更长？
过充过放是影响锂电池寿命的最大因素，而手机充满电，一直使用到没电，是最接近手机过充和过放电的节点。所以尽量避开这两个节点，通常充电到90%以上，不到10%时尽快充电，这样可以有效增加电池的寿命。
快充技术对电池有什么影响？
您知道快速充电技术会对电池寿命产生影响吗？但是，由于大多数手机都使用1-2年，如果循环次数不是太多，影响可能不会太大。但这仍然是我们的关注点。