摘要：文章介绍目前手机用电池的发展历程，重点介绍手机用锂电池的分类、原理和特点，介绍单体电池分选的必要性以及手机电池需要满足的性能要求，且对未来手机电池以及锂电池的发展趋势进行了展望，以供参考。
关键词：新形势；手机电池；现状；发展
1引言
随着我国经济的发展和科学技术的进步，人们的生活水平有了极大的提高，生产和生活方式也有了较大的改变。尤其是近十年来，手机行业取得了突飞猛进的进步和发展，以华为、小米、VIVO和OPPO等厂商为代表的国产手机在目前全球手机市场中的份额不断增加，并逐渐有赶超三星和苹果公司的趋势。目前人们的生活中，手机已经在部分领域取代了电脑，成为人们日常生活中必不可少的通讯工具以及办公、娱乐、阅读、影音等重要工工具，在手机不断更新换代的发展过程中，其配件中的电池容量也在不断增加，而且随着快充技术的应用，不仅提高了手机电池的待机和使用时间，而且缩短了充电时间，为人们带来了极大的便利。
2手机用锂电池
手机电池的基本结构同普通的二次化学电池的结构类似，通常是由正负极板和电解质等组成，其原理就是在充电时将电能转化为化学能，而放电时则相反，由化学能转化为电能供手机使用。手机电池的发展历史上总共经历了三个阶段，第一代手机电池是镍镉电池，此种手机电池具有较小的容量和较低的电压，而且在使用中还存在较为严重的放电现象，而且还会对环境造成污染，所以随着科技的进步，此类电池已经被之间淘汰。第二代手机电池是镍氢电池，其具有较大的容量，而且制作材料基本对环境没有污染，所以也被成为环保电池，但是也存在一定的放电现象。目前手机所使用的电池为最新的第三代电池，即锂离子电池，这种电池不仅具有较大的容量和较高的电压，而且不存放电现象，可以进行长时间的重复充放电使用。锂离子电池的工作原理指的就是其充放电的原理，也就是锂离子的嵌入和脱嵌过程，就是当进行电池充电的过程中，电池的正极上会产生锂离子并且随着在电解液中的运动而达到负极。而放电过程则相反，而且回到正极的锂离子数量越多其具有越高的放电容量，也就是我们所说的电池容量。锂离子电池主要分为液体锂离子电池和聚合物锂离子电池两种，二者的主要区别就是电解质的不同，前者为液体状态的电解质，而后者则是胶态聚合物电解质，也是目前手机电池的主要应用形式。此种电池具有较高的聚合物化，可以将其做成任意形状和体积，并且可以做到较薄的厚度，所以比较适用于目前越来越薄的手机上，而且形状的灵活性也为手机造型设计的多样性并且能够配合不同手机产品的需求提供了有利条件。此外，聚合物锂离子电池还具有较高的单位能量比，不仅具有较大的容量，而且其充放电性能、安全性、工作温度范围、循环寿命以及环保性能都有了较大的提升，主要是其采用了铝塑复合膜软包装，具有较高的安全性，而且由于采用的是凝胶状或股状的电解质所以不容易发生泄漏和污染。
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3单体电池分选
以一块7.4V的电池为例，其需要由2只3.7V的单体电池串联而成，所以其中每一只单体电池的性能及这些单体电池之间的性能一致性对电池整体性能有着决定性的影响。如果所采用的单体电池的性能之间存在差异，就会导致在电池的充电过程中其中某个单体电池已经充满，但是还有部分并没有充满的情况，容易导致已经充满的单体电池由于继续充电而出现过充现象，容易造成电池损坏。而在放电过程中则会由于单体电池性能之间存在差异而导致有的电池电量放光了，但是有的还在继续放电，也会导致电量放光的电池出现过放现象，也会对电池性能和寿命造成影响，甚至会造成电池损坏。所以在电池厂商进行电池组装的过程中，需要对单体电池进行分选，确保其性能的一致性，单串单并的电池除外。
4手机电池应具备的性能
目前手机电池的标称电压主要有3.6V、3.7V、3.8V、3.85V，以及由这几种电压串并联组成的类型。电池在串并之后，需通过点焊或者焊锡等方式与保护板组装在一起。保护板具有温度检测、过流保护、过放保护、过充保护等功能，根据客户的要求不同，还可以增加二次保护，主要有FUSE，PTC，BREAK。电池最终的封装形式也多样，根据具体的设计，一般分为超音波封装、胶壳+低压成型、x-pack、胶壳裹商标、吹热缩膜、直接裹高温胶带等封装方式。
而且此手机电池需要符合一定标准并且具有以下性能。
一是对于外观结构来说：不仅需要保持表面清洁、无划痕以及其他机械损伤，并且能够确保与手机进行良好配合，而且在表面标明电池型号、种类、额定容量、标称电压、正负极、制造厂等信息。
二是电池性能：要求其额定容量不应低于标称容量的100%，而且在电池充满电并放置28d之后容量不能低于额定容量的85%，电池的使用寿命也不应低于充放电400次。
三是安全性能：手机电池中应该设置过电流保护装置，一旦其外部出现短路问题而导致电流过大就会将电流回路自动切断来起到保护作用，避免电池出现烧毁并对手机造成损坏，甚至出现爆炸等事故，并且可以在确保电流恢复正常值会后自动回复到导通状态。
四是充电终止控制功能：手机电池内部应该设置有检测IC，实时采集电压数据，，一旦电池充满则发出信号控制充电结束。
5手机电池的发展趋势
正是由于锂离子电池尤其是聚合物锂离子电池具有上述优点，所以在目前的手机以及其他笔记本电脑和数码相机等电子产品中广泛应用，而且手机市场占据一般以上，而且目前由于这些电子产品都在向无线化和可携带化方向发展，也对电池提出了要轻、薄、短、小的要求。目前手机锂离子电池市场主要是中国、日本以及韩国等少数几个国家占据，而且近年来我国的手机电池生产数量不断增加，并且表现出较大的市场增长空间。虽然如此，我国在全球锂离子电池产业链中的地位较低。此外，由于目前手机等电子产品体积小、机身薄，所以对电池容量有所限制，但是其功能逐渐强大，在应用过程中的耗电量较高，所以目前手机厂商都在优化自身系统的耗电性能的基础上，也在不断增加电池容量，并对手机电池的性能提出了更高的要求。所以说未来很长一段时间内，锂离子电池仍然会占据手机电池份额。
在目前的电池行业发展过程中，逐渐研发出第四代发电装置以及替代内燃机的动力装置，就是燃料电池，是目前能源利用的新技术，不仅具有较高的效率和性能，而且具有洁净的环保优点，是目前世界上电池行业以及能源领域中的开发重点和热电。但是此种电池目前主要被开发应用于汽车以及航天和军事等领域，而且存在造价较高、维护难度大、技术相对不够成熟等缺点，希望在未来的发展过程中，随着技术的进步，会将燃料电池商品化并逐渐向手机电池方向发展。
6结语
目前手机电池主要是聚合物锂离子电池为主，其具有较高的电压、较小的自放电、形状和体积比较灵活多样、没有记忆效应、没有污染、还有较长的循环寿命等优点，在目前的手机以及其他电子产品中具有广泛的应用。而且随着目前手机普及程度的提高以及其他电子产品数量的增多，手机电池的需求量也在不断增加，但是要求其不仅要满足手机电池性能的基本要求，而且逐渐向轻、薄、短、小等方向发展，具有较为广阔的市场前景。
参考文献：
[1] 毕双庆. 浅析手机电池现状与发展[J]. 读书文摘, 2017(17).
[2] 景春明. 锂离子动力电池关键材料发展现状趋势[J]. 新材料产业, 2017, 21(8):29-32.
论文作者:张静
论文发表刊物:《科技新时代》2018年6期
论文发表时间:2018/8/10
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