2014年10月30日 星期四

‧ 告別一天一充?智慧設備如何突破“續航夢魘”

ifanr周韶宏

自打使用智慧手機的那天起,我們每天擔心的問題又多了一樣:電池續航。是的,在諾基亞時代,我們尚不用擔心這些問題,可是隨著手機配置怪獸級的升級、機身魔鬼般的纖細,智慧手機的電池技術仿佛在退步。
電子設備沒有電,就是一塊磚頭,真是令人絕望啊。於是乎你不得不把一天一充變成生活習慣、把行動電源當做隨身必備。
在兩年前的《理想的電池技術》一文中,我們展望了一下未來電池的模樣:電池可更換、電池容量提升、充電更加方便、更快、電池材料更環保……兩年後來看,這些願景都在不同程度上有所變現,不過一天一充仍然還是一個無法攻破的魔咒,電池技術似乎沒有實質性的突破。
《改善 iPhone 4S 電池續航能力的天才建議》中,我們發現了一個解救電池的絕妙方法:關機……可是你想用手機的鬧鐘功能?拜託,為什麼用一個上萬塊的東西當鬧鐘呢?
這個因噎廢食的玩笑更多的是嘲諷。電池真的沒救了嗎?ReadWrite 的分析文章認為,唯一能解決電池電量問題的,只有新一代電池技術。
智慧手機的基本矛盾:日益增長的硬體設定同落後的電池技術
2007 年的第一代 iPhone 到目前最新的 iPhone 5s,蘋果的電池容量從 1400 毫安培時提升到 1570 毫安培時,僅增長了 12%。雖然相比 Galaxy S5 相形見蹙,不過反覆運算後的 iPhone 能耗大增,又增加了視網膜屏和更強大的處理器,iOS 優化後,讓電池能保持差不多續航能力。這點很不容易。
儘管蘋果優化了軟體、提升了能耗效率,在實際使用中,用戶體驗仍然無法改善:還是一天一充,甚至兩充三充。
有傳言稱,下一代的 iPhone 將會有更大的尺寸——4.7 5.5 英寸,它們的電池將分別為 1800 毫安培時和 2500 毫安培時。看來擴充容量這一治標不治本的方法,仍然是最常用的方法。毫無疑問新 iPhone 還是無法改善電池續航,畢竟大屏將消耗更多的電量。
再來看看 Android。即將在 Nexus 5 Nexus 7 上使用的 Android L,將內置 Project Volta 節電功能,最多可以將手機續航時間提升 36%
總而言之,目前的智慧手機,只能用開源(擴充容量)、節流(優化能耗)兩種方法來增加電池續航。
可穿戴設備同樣面臨挑戰
對不斷湧現的可穿戴設備而言,電池的挑戰更為嚴峻。受到設備體積的限制,製造商無法使用更大容量的電池。LG G Android Wear 智慧手錶選擇了 1.5 英寸的全彩觸控式螢幕,使用體驗、顯示效果堪稱完美。不過它只能續航一天半。
於是,不少製造商選擇了在硬體上做出妥協:Pebble 放棄了液晶屏,使用了更為節能的 E-ink 螢幕,如此得以實現 4-7 天的續航。甚至不少設備根本沒有螢幕,比如 ShineRingly Jawbone UP24
至少,可穿戴設備不會像傳統配件那樣,極盡可能的壓榨本來就不多的電池空間。目前有一種全新的藍牙技術 BLE,可以極大減少藍牙能耗,讓可穿戴設備更為省電。
不過這同樣治標不治本,對智慧設備來說,能夠解決電池的方案,也許只有全新的電池技術。
新技術路在何方?
其實,工程師們每天都在加緊研究突破性的電池技術,有些已經取得了不錯的成績,只是很少能夠真正投入使用。
石墨烯電池,用更小的空間和更輕的重量,儲存更多的電量,同時保持穩定性。實驗證明,矽珠也可以提升鋰電池容量。微電池也已經經過重新設計,體積更小、電量更大。
如今,研究人員都對空氣電極技術也很感興趣,它能以更低的成本將手機電池的續航能力翻倍。還在研究中的電池技術包括碳納米材料和其他納米管技術,從物理上重構電池的微觀結構,實現更長的續航時間。
這些聽起來令人興奮的技術,目前沒有一樣能夠商業化,運用在市面上的設備中。
如果說還有一線希望的話,也許是 Amprius。這家矽谷創業公司剛剛發明了一種新型鋰電池,容量可以較現有電池增加約 20%。這家公司已經開始發貨,並且也已經融資 3000 萬美元。他們希望能開發比現有鋰電池容量高出 50% 的產品。
儘管如此,電池續航的未來,仍然如海市蜃樓一般遙不可及。倘若理想的未來來的太遲,也許會對科技的發展帶來難以解決的桎梏和瓶頸。 

題圖來自 Gotta Be Mobile
                                                                                                                                                                                                                            

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