从每日一充到每日一充 手机充电经历了什么?

日期: 2024-06-21 06:07:55|浏览: 63|编号: 75356

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从每日一充到每日一充 手机充电经历了什么?

从苹果决定不再赠送传统“五福一安培”充电头开始,手机行业最近也开始掀起这股“环保”新风潮。各大充电头厂商也都使出浑身解数推出“专用”充电头,加紧争夺这个再次释放大量需求的市场。要知道上一次第三方充电设备有如此大规模需求,大概还是可拆卸电池时代的“万能充电器”。

今天我们就来聊聊这些年来手机电池的演变历程,以及充电设备是如何陪伴它们走过这段旅程的。

“老大哥”时代:充电10小时,通话半小时

代表手机:摩托罗拉系列

推出时间:1983 年

电池容量:约。

电池形式:可拆卸电池组

充电方式:专用充电底座

1983年,摩托罗拉推出了第一款商业化量产的手机8000X,采用第一代模拟移动通信技术。这款开创性的手机重量高达907g(与第一代Pro的重量差不多),其中由6节可充电镍镉电池组成的7.8V(6*1.3)电池组基本占了其重量的六分之一(约25*6)。早期的手机也因体积庞大被称为“老大哥”。

受限于镍镉电池的充电效率,完全充满电需要十几个小时。但由于其工作电压较高、电池容量较低,其满电通话时间仅为30分钟。另外,由于镍镉电池存在记忆效应,它不能像现在这样随时充电,必须将整个电池组放完电后才能将手机充满电。“日充”已经开始嵌入手机的灵魂。

这款电池组只能使用专用的充电底座进行充电,采用可拆卸设计,标配备用电池。很长一段时间以来,我养成了使用底座充电、没电直接更换电池的日常习惯。由于当时手机还属于“奢侈品”,充电设备几乎都是手机厂商提供的,第三方外设和充电设备相关产品可能只是带有备用电池盒的收纳袋。

身体尺寸缩小时代:体型更小、寿命更长

进入90年代,随着以GSM为基础的2G标准的建立,移动通讯技术以及手机内部元器件的集成化更加成熟,传统的“大哥大”造型开始向小型化发展,为了适应手机整体外观的发展,电池模组开始出现,各种方案开始出现,解决传统串联镍镉电池组体积过大的问题。

当时主流的解决方案有三种:定制型镍镉电池组、镍氢电池组和锂离子电池,这几种方案的出现给电池组的外观和容量带来了不少的提升。

解决方案 1:定制镍镉电池组

代表手机:诺基亚1011

推出时间:1992 年

电池容量:

电池形式:可拆卸电池模块

充电方式:专用充电底座,直接连接充电线

作为首款GSM手机,诺基亚1011堪称镍镉电池组的代表作,其476g的重量比“老大哥”的800g轻了许多,定制的电池组在容量、重量、体积上都有了不小的进步,让它在尺寸和外观上有了更多的可操作空间。

不过还是受限于镍镉电池的物理特性,仅拥有12小时的待机时间、3小时的连续通话时间,充电速度也无法提升,充满电依然需要10多个小时,另外由于存在记忆效应,无法随时补充电量,即便还是采用可拆卸电池组设计,每天充电一次也绝对是必要的。

解决方案 2:镍氢电池组

代表手机:诺基亚5110

发射时间:1998 年(BMS-2/BMS-2S)

电池容量:

电池形式:可拆卸电池模块

充电方式:专用充电底座,直接连接充电线

镍氢电池早在 1970 年代就在民用领域进行了探索,并在 1900 年首次投入商业使用时被认为是镍镉电池的继任者。这种电池的生产成本与镍镉电池相近,能量密度约为同体积镍镉电池的 1.5 倍。此外,记忆效应大大降低,使其能够实现更小的体积和更频繁的充电。它还可以支持更高功率的充电,充电速度和电池寿命都有了很大的提升。

随着镍镉电池的大规模普及,手机体积越来越小,重量也大幅减轻,更加便捷的充电体验和续航能力的提升也让游戏等媒体应用得以加入到手机之中。不过镍氢电池存在自动放电、电量衰减等问题,并不完全适合用在手机上,早期主要通过低成本获得一定的市场份额,在锂电池价格和技术稳定之后,便很少在手机产品中使用。

解决方案 3:早期的锂离子电池

代表手机:摩托罗拉328

推出时间:1996 年

电池容量:(两个版本相同)

电池形式:可拆卸电池模块

充电方式:专用充电底座,直接连接充电线

锂离子电池是目前手机使用的主流电池类型,其商业化时间稍晚于上文提到的镍氢电池,索尼于1992年率先将其投入量产,但由于当时容量优势并不突出,且价格昂贵,无法发挥外形可控、稳定性高、充电效率高、理论能量密度高等优势。

经典的摩托罗拉 328 很好地代表了那个时期锂电池与镍氢电池的关系,标配版默认采用镍氢电池,锂电池则是选配。虽然标称容量和体积不变,但锂离子电池放电损耗特性更低,能够实现更高的续航能力。在性能和相机无法拉开太大差距的 90 年代,锂电池曾一度作为“加强版”的差异化配置。

而对于我们所关心的充电设备,不管是使用镍镉电池、镍氢电池还是锂离子电池的手机,配备直接连接手机口径的充电器已经成为了这个时代的主流。市面上主流的手机产品,充电口径都以圆形为主,这也奠定了未来十年手机市场的充电标准形态。不过各个厂商的口径都会有细微的差别,互相之间并不兼容。第三方厂商也在这个时期开始加入到充电头的生产中。

从电池模组形式来看,此时以背夹模组为主,也就是整个电池模组一般都嵌入手机背部。每款手机型号基本都有自己专属的电池,互相之间并不兼容。第三方也开始针对热门机型生产第三方电池产品。除了常规同款备用电池,还有针对原有镍氢电池的手机推出的锂离子电池、加大容量版本,为手机用户提供快速的电池升级服务。

嵌入式电池时代:万能充电器成为经典

代表电池型号:BL-5C

推出时间:2002 年

电池容量:1020/970 mAh

电池形式: 嵌入式可拆卸电源

充电方式:专用充电底座、直充线、万能充电器

21世纪初,随着锂离子电池材料技术的成熟和制造工艺的进步,锂离子的能量密度得到大幅提高、综合成本大幅降低,镍镉电池、镍氢电池彻底成为历史。

锂离子电池也开始从上个时代的一体化背板电池转型为嵌入式可更换电池,基本都设计在手机背部,只需要打开后盖就可以更换电池,比上个时代的一体化背盖更加稳固、安全。由于只需要电池本体,电池本身可以做得更薄更轻,电池的通用性也更强。

以诺基亚经典的BL-5C电池为例,除了在2002年至2012年数十款诺基亚产品中使用外,还被各大厂商在不同型号的手机、数码产品中使用,除了已经绝迹的“原装(三洋能源、珠海松下、三星代工)”产品外,还有无数第三方厂商推出相关产品。

除了电池之外,各种专用的“充电站”和专用充电器也纷纷推出。当时买手机,要先买一块备用电池,当时假冒原装电池很多,从官方渠道购买的电池又太划算,很多消费者往往会选择一些有一定知名度的第三方品牌电池,然后搭配同品牌的充电站、充电头使用。国内第三方充电设备厂商也在这个时期开始迅速崛起,成为备用电池套装的首选。

在嵌入式电池时代,诞生了一种简单却极其实用的充电配件——万能充电器,它采用正负极触点,可以给市面上99%的接触式锂离子电池充电,只要是体积和重量不是太夸张的独立电池即可。

无论是黑白按键手机时代的诺基亚1100,还是安卓手机之王三星Note4,都可以使用万能充电器为电池充电。优质品牌产品由于结构简单,即使使用十几年也很难损坏。在不断更换手机时,无需再额外购买充电器为备用电池充电,真正做到环保。

充电接口与数据传输:分体充电器应运而生

随着电池技术的发展,手机性能的提升,手机开始加入数据接口,用于与其他设备交换数据,最开始都是独立于充电接口的,诺基亚也坚持这个“传统”许久,各个品牌的接口都和上一个时代差不多,基本都是“各显神通”。

但随着手机接口简化的需求,充电接口一般都需要兼顾数据传输的需求。虽然大家都是基于USB协议来传输文件,但不少厂商都开发出了自己专属的二合一接口,既满足了数据传输的需求,又预留了充电用的针脚。分体式充电器应运而生,充电头和充电线/数据线开始变得相互独立。使用Type-A母口的充电头也开始成为过去。

万恶之源5V1A:不可拆卸电池让快充开始受到重视

代表手机:

推出时间:2007 年

电池容量:

电池形式:内置电池

充电方式:直接连接充电线

2007年,苹果发布 5S,不仅拥有3.5英寸触控“大屏”,通过多点电容屏、全新设计的人机交互等颠覆了消费者对手机的认知,还在电池上做出了当时看似非正统的“创新”:取消了可更换电池设计,将电池嵌入手机内部,还首发了祖传的“5V1A”5W充电。

按照2007年的标准,5W的充电功率是当时的常见配置,加上当时的娱乐应用耗电量并不算太大,满足日常使用需求也没什么压力,再加上大家也习惯没电了直接换电池,所以消费者对于快充的需求并不大。不过随着手机内置电池设计和应用耗电量的增加,移动电源和快充技术也开始走上历史舞台。

不可拆卸电池的设计进一步解放了电池模组的布局,让手机可以更轻薄、可以拥有各种独特的形态(曲面、分体等)。电池不再是制约手机外观设计的瓶颈,手机续航时隔多年回归到一天一充的水平。虽然省电优化、电池容量也在不断优化,但随着我们对手机的依赖,以及手机性能的不断提升,在锂离子电池的物理限制下,手机续航能力短期内应该不会有跨越式的发展。

但随着充电头材质技术的进步,以及安卓崛起带动的接口统一,如今的手机充电速度、充电技术兼容性都有了质的飞跃。从可以称之为快充的10W,到后来的20W、40W,目前业内最快的手机充电功率已经达到了120W。再加上PD3.0+Type-C历经多年统一了市场,成为了各大平台设备的通用协议。

提高手机续航的解决方案已经从大容量、省电,转变为通过更快的充电速度来减轻续航问题。无论是手机厂商还是外设厂商,“速度”显然是现阶段竞争的焦点。

展望未来:电池材料尚未创新,快充+无线仍是竞争焦点

手机充电设备发展至今,最核心的部件依然是数据线和充电头,无线充电由于使用场景限制、额外设备成本等原因,还未成为市场的绝对主流,依然是高端机型的差异化特征。

受限于目前锂聚合物电池的物理极限,短期内难以实现容量上的突破。现在行业显然在速度和充电形式上发展,目前无线充电功率可以达到80W,因此无线充电已经开始摆脱充电慢的问题。而采用的磁吸无线充电技术在无线充电形式上也取得了长足的进步。未来应该会有更多手机厂商、周边厂商做出类似的尝试,未来十年手机充电到底是怎样的,让我们拭目以待吧。

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