移動設備電池續(xù)航如何突破

　　以下為文章全文：

　　未來的某一天，我的身體、口袋和房子里都會布滿各種各樣的智能設備，只需要通過語音、手勢或手指的點擊，便可控制我生活中的幾乎所有事情。這種體驗實在是太酷了——但美中不足的是，我無法擺脫雜亂電線的束縛。

　　這些大煞風景的電線，令這番本應幸福滿滿的場景瞬間變得索然無味：倘若我忘記給手機或可穿戴設備充電，或者忘記攜帶備用電池和充電線纜，便會瞬間被打回原形——所有設備之間的連接都會被切斷。

　　這實在是太可惜了。當今時代正在經(jīng)歷飛速的創(chuàng)新，但電池技術卻裹足不前。各大企業(yè)都在不遺余力地通過變通方式彌補這一不足，但變通終歸只是變通，永遠無法徹底解決問題。與此同時，越來越多的設備、應用和配件都在加強各自的移動屬性，所以，今天的小煩惱可能成為明天的大問題，甚至是一個影響深遠的系統(tǒng)化問題。

　　倘若未來世界果真要依賴電池，人類確實任重道遠。

　　續(xù)航時間過短

　　當我離開家時，我的手機就會通知我的智能家居系統(tǒng)關閉房間的所有照明。我的智能手表還會在收到短信時發(fā)出震動提醒。這不是什么重要信息，所以我還是接著往前走。由于健身手環(huán)上的數(shù)據(jù)表明，我昨晚的睡眠質(zhì)量很高，所以我步履輕盈。但我并不著急，因為手機信息顯示，公交車晚點了7分鐘，因此時間很充裕。于是，我用藍牙無線耳機接了一個朋友的電話。

　　我全身上下都融入了無線網(wǎng)絡，而智能手機成為了這一切的核心所在。

　　不久后，我的電池耗光了。于是，我回到了1989年。我不得不使用紙質(zhì)地圖查看道路，不得不向周圍的陌生人問路，還要通過幾乎已經(jīng)絕跡的公用電話與人保持聯(lián)系。我來到一間咖啡廳，那里可以用PayPal付費，但我現(xiàn)在沒法啟動應用，只能從口袋最里費勁地找出幾枚硬幣，才勉強買到一杯咖啡。

　　最后，我來到家門口，但智能家居系統(tǒng)卻一無所知。所以，我只能用機械鑰匙打開門，然后摸黑來到電燈旁。由于伸手不見五指，所以小腿因為撞擊到各種家具而傷痕累累。

　　盡管我不愿承認，但這種情況并非偶然。好在我通常離家不遠。但由于美國運輸安全管理局出臺了新規(guī)，所以國際旅行者恐怕就沒有那么幸運了。

　　坐飛機來美國的外國人在經(jīng)過安檢之前，必須確保他們的電子產(chǎn)品能夠開機。如果你被抽中需要接受檢查，但你的手機、平板電腦、電子閱讀器和其他設備卻無法開機，你可能會被拒絕登機。

　　試想，倘若你碰上這種情況，會作何選擇：你會為了上飛機而扔掉手機？還是冒著錯過飛機的風險，找一個插座給設備充電？如果你的充電器或充電線放在托運行李中又該如何是好？這些都是十分艱難的選擇，但從當前的電池技術來看，很多人都難免會遇到類似的問題。

　　沒有電池，就沒有移動

　　多數(shù)時候，我都會隨身攜帶充電器、充電線和外置電池——旅行時還會多帶一塊。

　　有備無患是必要的，但由于我的無線耳機、健身手環(huán)、電子閱讀器、平板電腦、熱點和筆記本等各種設備接連出現(xiàn)沒電的狀況，已經(jīng)我不堪其擾。在這些設備中，iPhone無疑是最重要的一款。

　　從2007年的第一代iPhone到最新的iPhone 5s，蘋果智能手機的電池容量僅增長了12%。第一代iPhone為1400毫安時，iPhone 5s約為1570毫安時。相比于三星Galaxy S5的2800毫安時，這的確小得可憐，但后者在擴大電池容量的同時也將屏幕尺寸增加到5.1英寸，基本沒有什么實質(zhì)性的改變。

　　蘋果還對iOS軟件進行了一定的優(yōu)化，同時考慮了能耗問題。正因如此，iPhone的預計電池使用時間在整個過程中基本保持一致。這很了不起，畢竟iPhone增加了視網(wǎng)膜顯示屏和更強大的處理器。

　　但在實際使用中，對用戶體驗卻沒有太大改善。盡管蘋果通過優(yōu)化提升了軟件的能源效率——例如，在后臺程序一段時間處于不活躍狀態(tài)后，iOS便會將其停止——我的iPhone仍然很難實現(xiàn)全天續(xù)航。誠然，我是一個重度電子設備用戶，而且會將iPhone與其他很多設備和服務關聯(lián)起來。但如果科技行業(yè)所設想的烏托邦式的聯(lián)網(wǎng)世界果真出現(xiàn)，相信多數(shù)人也將遭遇類似的窘境。

　　有傳言稱，蘋果公司將推出兩款屏幕尺寸更大的iPhone 6——4.7英寸和5.5英寸的版本分別采用1800毫安時和2500毫安時的電池。即便消息屬實，也無法帶來太大的改善，畢竟手機屏幕越大，耗電量也勢必隨之增高。

　　再來看看蘋果的競爭對手：最新一代Android操作系統(tǒng)可能會給偏愛大屏的Android陣營帶來一絲福音。即將安裝在Nexus 5智能手機和Nexus 7平板電腦上的上的Android L系統(tǒng)將內(nèi)置Project Volta節(jié)能功能，最多可以將手機的電池續(xù)航時間提升36%。

　　這就是當今移動技術的現(xiàn)狀：由于缺乏更加強大的電池，企業(yè)必須絞盡腦汁采取各種變通方案，以便在現(xiàn)有的電池容量下，盡可能地延長續(xù)航時間。

　　可穿戴設備挑戰(zhàn)艱巨

　　對可穿戴設備而言，電池續(xù)航時間可能會構成更大的影響。受到設備體積的限制，這些設備的制造商無法使用更大容量的電池。

　　這也導致Pebble等企業(yè)不得不做出妥協(xié)。這家創(chuàng)業(yè)公司沒有采用液晶屏，而是使用了更加節(jié)能的電子墨水顯示屏，才實現(xiàn)了4至7天的續(xù)航時間。而LG等企業(yè)似乎拒絕接受現(xiàn)實：LG G Android Wear智能手表選擇了1.5英寸全彩觸摸屏，無論是使用感受還是顯示效果都堪稱一流。但可惜的是，它單次充電大概只能續(xù)航一天半的時間。

　　有些可穿戴設備甚至直接拋棄了屏幕，完全依賴移動應用和手機屏幕來顯示數(shù)據(jù)，例如Shine、Ringly和Jawbone UP24。

　　不過，這些設備至少不會像傳統(tǒng)配件那樣，榨取本就不夠富裕的手機電池容量。你可以將此歸功于低功耗藍牙技術（BLE）。傳統(tǒng)藍牙由于需要隨時連接，所以會極大地消耗智能手機的電量。但有了BLE，這種技術的效率得到了極大地提升。

　　BLE或許可以節(jié)能，但卻無法真正增加智能手機電池容量，也無法增加依賴智能手機的設備電量。唯一能夠解決這個問題的，只有新一代電池技術。

　　電池突破路在何方？

　　工程師和科學家都在加緊研究新一代電池技術，有些甚至已經(jīng)取得了一些鼓舞人心的突破。但問題在于，沒有多少技術突破能夠真正投入商用。

　　石墨烯電池可以用更小的空間和更輕的重量儲存更多的電量，但依然能保持穩(wěn)定性。實驗證明，硅珠（Silicon bead）也可以提升手機中的鋰電池容量。微電池（microbattery）也已經(jīng)重新設想了正負極的工作方式，從而生產(chǎn)出體積小巧但容量巨大的電池。

　　如今，研究人員都對空氣電極技術很感興趣，它能以更低的成本將手機電池的續(xù)航時間翻倍。科學家仍在研究碳納米材料和其他納米管技術，以便從物理上重構電池的微觀結構，實現(xiàn)更好的性能和持久力。

　　有些項目希望改變電池材料，還有一些只是希望改進現(xiàn)有的鋰電池技術。研究顯示，硅海綿（Silicon sponge）已經(jīng)可以改善鋰電池的性能，原因是它具備超薄的超級電容板，能作為獨立能源使用。

　　這聽起來似乎都很不錯，可是都有哪些設備使用了這些電池呢？沒有，因為這些技術均未實現(xiàn)商用。

　　如果說尚存一線希望的話，那就是Amprius。這家硅谷創(chuàng)業(yè)公司剛剛制作了一種新型鋰電池，容量可以較現(xiàn)有電池增加約20%。與其他新電池技術不同，該公司的產(chǎn)品已經(jīng)開始發(fā)貨。他們已經(jīng)融資3000萬美元，有望借此開發(fā)比現(xiàn)有鋰電池容量高出50%的產(chǎn)品。

　　希望這一目標可以早日實現(xiàn)。但盡管如此，卻仍按無法從實質(zhì)上改變移動電池的容量。盡快開發(fā)更加先進的電池技術已然成為當務之急，倘若這一天來得太遲，可能會導致移動技術的未來陷入停滯。