近日，新鲜出炉的iPhone6s已经可以开放购买。由于iPhone6s电池容量的小幅缩水(iPhone6s从1810mAh减少到1715mAh，缩水了95mAh；iPhone6s Plus则从2915 mAh 减少到2750mAh，缩水了165 mAh)，智能手机续航再次成为人们关注的话题。
联想到iPhone 6s和iPhone 6s Plus分别薄至6.9毫米和7.1毫米的机身，电池容量缩水100mAh算是为了追求手机轻薄化所做的妥协。然而，对应其不断强化的拍照等应用，智能手机锂电池因能量密度瓶颈而导致的续航不足成为困扰行业的难题。
电池容量难提升的瓶颈在材料
一位不愿透露姓名的国内一线大厂研发部总监告诉《高工锂电》，智能手机续航时间不足的短板从侧面印证了锂电池能量密度在短时间内难以提升的现实。单从锂电池本身的角度来说，智能手机的续航时间提升已经遇到瓶颈，在短时间之内难有大幅度提升的空间。
锂电池能量密度的提升空间决定了可以在不考虑体积的情况下，从多大程度上提升智能手机续航时间，而能量密度提升的关键则在于电池材料。
“单从电芯的角度来提升电池的能量密度显然是很有限的，这需要从最基础的锂电池四大核心材料上找解决方案。”上述人士认为，只有采用改性的电池材料才能从根本上提升锂电池的能量密度。
实际上，影响锂电池能量密度提升的主要材料是正极材料和负极材料。据相关研究资料显示，如果正极材料的比容量提高50%，电池的功率密度会相应提高28%，负极材料的比容量每提高50%，电池的功率密度会提高13%.。
“就现在正极材料行业发展的现状来看，锂电池能量密度的提升已经快到极限了。”成都兴能材料有限公司总经理范未峰告诉《高工锂电》，最新的苹果手机所用锂电池额定电压已经在原来3.8V的基础上提升了0.2V，远远超过其他一般电池的3.7V。如果指望锂电池能量密度能出现翻倍的提升，是很不现实的。
另一方面，提高锂电池的充电电压也是业界最常用的提升锂电池能量密度的有效方式。以3C领域应用最广泛的钴酸锂材料为例，单体电池的充电电压已经从过去最常用的4.2V提升到4.3V，部分高端产品能做到4.35V。据了解，此次发布的iPhone 6s手机所用的锂电池电压就提升到4.35V。据相关技术人员透露，从理论上看，钴酸锂在4.5V的时候仍然可以保持很好的循环性，这也差不多是钴酸锂的极限。
相对来说，负极材料在提升电池能量密度上取得的成效要小很多。目前很多负极材料企业都在研发新型的硅碳负极来提升电池容量，但是市场上鲜有成熟的产品应用出现，石墨材料(含人造石墨)依然是负极材料的市场主体。
“短时间内来看，锂电池能量密度的提升还难以突破当前的技术瓶颈。”高工锂电锂电研究所(GBII)分析师认为，由于锂电池能量密度提升的速度远远滞后于智能手机等产品发展的速度，从终端设备上降低功耗成为未来智能终端生产、设计厂商将的新选择。
系统优化成救命稻草？
既然电池容量难以提升，像苹果等高端手机厂商就不得不从其他方面来寻求突破了。
苹果第一次在主力旗舰产品上电池容量不进反退就体现了这种设计逻辑。苹果善于在底层进行软件优化，通过控制系统和软件优化的方式，最大程度扩展设备续航能力，新发布的iOS9中，也是加入了低电量模式，在手机电量即将耗尽时，通过限制网络活动和降低一些性能来实现的省电。
这么做其实需要很大勇气，因为随着智能手机的发展，大屏化趋势让手机的屏幕尺寸在不断增大，而且用户对智能手机的依赖程度也在不断提升，想以之前的电量水平，维持目前用户的使用程度和硬件规格，需要软硬实力的配合。
电池材料创新是关键
锂电池原理限制，材料进步缓慢。我们看到，锂电池在这十年间的技术进步的确很大，但缺乏革命性的改变。锂电池与10年前没有两样：结构没有发生变化，主要配套材料基本没有变化。尤其正极材料还与10年前一样，还是钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂这四种，材料进步缓慢也限制了电池技术的进一步发展。
智能手机电池续航耐力不足问题由来已久，随着生产技术的提高以及消费者需求的增加，势必对手机电池的要求也会相应提升，目前手机电池研发上面临的形势却十分严峻。
去年11月份美国专利商标局公布了苹果新获得的两项专利，这两项专利为“便携式计算设备的燃料电池系统”和“便携式计算设备燃料电池系统耦合”来看，这两项专利暗示苹果可能正在研究使用燃料电池技术来解决其iPhone、iPad以及Macbook电脑等产品的续航问题。进一步来看，针对移动设备的电池技术创新尝试正在继续。
此外，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。
但手机电池要取得进一步发展，关键是要掌握先进材料以及电池体系等核心知识产权。如果没有合理的布局，扎实系统的基础研究，手机电池的前进步伐恐停滞不前。当然，罗马并非一日就建成的，新电池技术的成熟与普及显然还需要很长一段要走。
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