手机电池技术革新：从镍镉电池到镍氢电池的发展历程

手机电池技术革新：从镍镉电池到镍氢电池的发展历程

随着手机行业的快速发展，相关技术也在不断创新，手机电池作为衡量手机性能的重要指标，自然也成为了国内外企业竞相创新的技术。

20世纪90年代，手机行业先驱诺基亚推出了第一款手机。这款手机重约790克，其中安装的镍镉电池几乎占了整部手机重量和体积的一半，但续航时间却只能达到不到10个小时。另外，当时使用的镍镉电池有记忆效应，一次充电后必须将电池电量完全耗尽后才能再次充电，否则电池会记住缩短的使用时间，导致充电周期缩短。不仅如此，镍镉电池在长时间通话后会发热变形，而且镉具有毒性，因此手机市场急需新的电池技术。

不久之后，镍氢电池开始被装入手机中。这种电池与镍镉电池相比，有了很大的进步：更轻、更薄、无毒、电池密度更高，记忆效应也大大降低。但镍氢电池在使用时仍需20次左右完全充放电，发热、变形的问题仍然存在。有资料显示，诺基亚3310、摩托罗拉v66等手机均采用镍氢电池。

“锂电池的使用是手机电池革命的里程碑。”评测人员刘林在接受本报记者采访时表示，如果没有锂电池的商用，手机也不可能从重达一公斤多的“大哥”瘦身为可以轻松放进口袋的“小身躯”。

然而锂电池研发初期也存在一些技术缺陷，如硬件电路需要设计保护电路，防止过充或者过放；当时锂电池的电解液为液态，生产时需要在正负极材料压延后注入电解液，在生产和使用过程中存在漏液风险等。围绕这些问题，国内外企业纷纷进行创新和专利布局。

刘林在德温特世界专利索引（DWPI）中检索已公布的专利申请发现，截至2017年9月30日，锂电池相关专利申请量超过5.4万件，其中中国专利申请量超过2.7万件，国外专利申请量超过2.6万件。从专利申请趋势来看，2006年至2010年，锂电池专利申请量增速较为明显，当时正值智能手机快速发展时期。

“在锂电池领域，日韩企业表现相当出色，日立、三星、索尼的专利申请量均超过1000件。国内企业中，天津力神表现尤为出色，专利申请量达421件。近年来，我国在锂电池领域的专利申请量自2010年开始大幅增长，逐渐超过国外申请人的专利申请量。”刘林说。

锂电池经过国内外企业的不断创新和研发，有效解决了前两代手机电池的突出缺陷，不再有记忆效应、不会对环境造成危害、体积小、重量轻，可以支持手机更长时间的使用。

刘林介绍，目前锂电池大部分已经被锂聚合物电池取代。锂聚合物电池采用的是胶体电解质而非液体电解质，因此不存在漏液问题；同时锂聚合物电池更薄，可以轻微弯曲，容量是同等体积锂电池的两倍。据悉，目前使用锂聚合物电池的电池大多是锂电池。

说到 X，不得不提苹果前不久发布的 X。这款手机采用了Qi无线充电技术，玻璃后盖和无线充电板可以同时为多个设备充电，让无线充电更加便捷。刘林通过DWPI搜索已公开的相关专利申请发现，截至2017年9月30日，与手机无线充电技术相关的专利申请有1600余件，其中中国专利申请1000余件，国外专利申请近600件。苹果持有2件与手机无线充电技术相关的专利申请。

总体来看，中国企业近年来一直紧跟电池材料创新的最新趋势，积极研发专利。例如，华为在2016年研发了基于石墨烯的锂电池，将石墨烯作为高效散热的介质加入锂电池中，从而使锂离子在正负极之间快速移动，以增加电池容量并缩短充电时间。此外，鉴于消费者对手机续航能力、充电时间、安全性能等要求不断提升，未来中国企业不妨加大对手机电池快充技术、无线充电技术等方面的研发力度。（记者 胡舒阳）