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薄机身且长续航,将成为智能手机的标配

2024-07-08 18:00:15

还记得 Redmi Turbo 3 发布会上,介绍到这款手机的续航能力时,Redmi 品牌总经理王腾无奈一笑,表示为了更薄的机身和手感,Turbo 3 只能选择配备 5000mAh 的电池。

才过去 2 个月不到的时间,各家厂商都拿出了新一代又薄又大的「黑科技」电池:搭载 6000mAh 电池的 vivo S19 手机,机身厚度只有 7.19 毫米;一加全新「冰川电池」,6100mAh 的大容量,却比普通 5000mAh 电池更薄。

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▲ 图源:微博@数码闲聊站

史上最薄直板智能手机,诞生在十年前

5 月发布的全新 iPad Pro,因为比 iPod nano 还薄的 5.1 毫米机身,引发了外界的热烈讨论。

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这个超薄 iPad 还只是一个开始,据彭博社报道,未来的苹果设备将会掀起一阵「瘦身」风潮,除了 iPad 之外,iPhone、Mac 产品都将会往更轻薄的路上走。iPhone 17 还预计会推出主打轻薄的全新「Slim」型号。

都说时尚是一个圈,数码产品可能也是。早在十年前,「瘦身」的风,已经在众厂商之间吹过。

14 年,苹果推出了 iPhone 6,6.9 毫米的厚度至今还没有 iPhone 超越,而国内两家厂商,OPPO 和 vivo 在薄上更是卷到极致。

OPPO R5,厚度 4.85 毫米,薄到塞不下一个 3.5 毫米耳机接口,在 2014 年就很「超前」地让 Micro-USB 接口分担了音频功能。

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而 vivo X5 Max 凭借 4.75 毫米的「薄」度,问鼎全球最薄直板智能手机,至今还未有超越者。

这种对于手机厚度的极致追求其实也很好理解。OPPO 和 vivo 都是主打线下的手机品牌,超薄的机身,消费者在线下一看一摸就能感知得到;而让步最大的电池续航,恰好又是线下购机人群无法快速感受到的短板。

超薄也让 OV 走出了一条和其他厂商不同的差异化路线,与同期 7.9 毫米厚的华为 Mate 7,甚至 8.9 毫米厚的小米 4 一对比,原本在产品力上不太占优势的 OV 手机,也有了人无我有的独特卖点。

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▲ 小米 4 在厚度上真就是「一块钢板」

代价也很显而易见,不到 5 毫米的小机身,一些元件可以做得小又薄来节省空间,但是电池在当时只能选择妥协。于是,OPPO R5 和 vivo X5 Max 都搭载着 2000mAh 的电池。

作为对比,同期的三星 Galaxy S5 ,在屏幕尺寸小于这两款手机的情况下,搭载了 2810mAh 的电池,当然厚度也来到了 8.1 毫米。

小电池还带来了连锁反应,vivo X5 Max 和 OPPO R5 都搭载了高通骁龙 615 的一个低频改版,以降低功耗,导致这个原本偏中端的芯片,性能释放更加保守。

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▲ vivo X5 Max,图源:Phone Bluff

而且,手机厚度的减小明显具有用户边际效应,虽然手机做到了 4 毫米薄,但是给用户带来的使用体验,或许已经不如配备一个更大一点的电池。

值得一提的是,两款 4 毫米级别的手机在重量上其实和 145 克的 Galaxy S5 难分伯仲,OPPO R5 还比 S5 重了 10 克,所以手机虽然薄了,重量却没能同步降低,手感提升有限。

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▲ 三星 Galaxy S5

因此在追求过极致的超薄机身后,OV 开始探索「端水」的艺术:如何在不过度牺牲其他性能的前提下,尽可能保证手机的机身轻薄。

两款超薄手机的继任者,OPPO R7 和 vivo X6 机身都回到 6 毫米级别,都容纳了一个 2400mAh 左右的电池,虽然增加了 1.5 毫米左右的厚度,但两款手机仍然处于薄手机的范畴。

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▲ vivo X6,厚度 6.56 毫米

随后就开始了各家开始打造「水桶机」的潮流,开始卷影像、性能、续航各种配置,降下去的智能手机厚度,又开始向上走。

曾经追求过极致轻薄的 OPPO,真旗舰系列 Find 回归首作 OPPO Find X,各种配置拉满,机身厚度来到 9.6 毫米,几乎就是 OPPO R5 的两倍。

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▲ 接近 1 厘米厚的 OPPO Find X,在外观上用了曲面屏来尽量显薄

动辄半斤一厘米厚和两百克重的手机,几乎就是一块「板砖」,躺在床上玩手机,如果一不留神没抓住,很可能把鼻梁也给砸伤了。

▲ 演员周迅躺着玩手机,鼻梁被手机砸伤了

在各个价位几乎都能做到拉满配置的情况下,「轻薄」的风又吹回了手机厂商。特别是中端机型,由于不需要顶尖的堆料水平,加上近几年各厂商都有意提升中端机型的外观造型,不少中端机都逐渐走向了轻薄和时尚的路线。

像是 OPPO 和 vivo 两家,主打线下的中端旗舰 Reno 和 S 系列,就一直有意在轻薄上做文章。
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▲ vivo S19,厚度为 7.19 mm

和 10 年前不同,已经成长为「大人」的各厂商表示,这次薄和续航「全都要」。

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薄机身和长续航已经不再是单项选择题

轻薄和续航两者之间的矛盾似乎从一开始就不可调和。为了一体化的轻薄机身,手机厂商干掉了手机上的可拆卸电池,手机没电直接换电池也成为了和耳机接口一样再也回不来的「外星科技」。

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▲ 上次用能拆电池的手机,还是 Lumia 640,图源:iFixit

但科技是一直发展的,矛盾也有解决的方法。新一届的电池技术,让更大的容量,能够被塞入更小的机身。如果你有留意最近的国产手机电池,那你应该会觉得「蓝海电池」、「青海湖电池」、「冰川电池」「金沙江电池」这几个名字有点眼熟。

这几个听起来「水灵灵」的电池,其实背后都是一种名字叫「硅碳负极」的电池技术。

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这里需要讲解一下锂电池的原理。电池内部被隔膜分成两个区域:正极和负极,以及充盈在电池内部的电解质。充电时正极的锂离子会从电解液穿过隔膜进入负极,放电则是从负极进入正极,所以负极可以简单理解为锂离子的「存储池」。

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目前行业内锂电池负极的材料一般都是石墨,其实石墨的锂离子容量不是很大,优势是材料比较容易获取,工艺也更成熟。

说到这里,「硅碳负极」的意思已经不言而喻——以碳硅复合材料来作为电池的负极。

比起石墨,硅基材料能够吸纳更多的锂离子,比容量理论极限值能达到石墨材料的 12 倍,即使是目前小规模应用的硅碳负极材料,实际比容量也比石墨负极的理论最高比容量高出 13-20% 左右。

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▲ 一加冰川电池技术沟通会

而最近各家厂商在介绍新电池时,总会说到一个数值「电池能量密度」,意思就是在同样的体积下,能提供多少电池容量。

理论上,在其他条件和状况一致的情况下,电池能量密度越高的电池,能够在相同体积下提供更大的电池容量,或者在同样的电池容量下,实现更小的电池体积。

现在来看看几家「五湖四海」碳硅负极电池的电池能量密度:

  • 小米「金沙江电池」:779Wh/L
  • 荣耀「青海湖电池」(第一代):740Wh/L
  •  vivo「蓝海电池」:809Wh/L
  • 一加「冰川电池」:763Wh/L
  •  联想/ moto「星海电池」:822Wh/L

作为对比,石墨负极电池的能量密度,目前上限在 700Wh/L 左右。

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▲ 左边:荣耀青海湖碳硅电池 右边:iPhone 15 Pro Max 石墨电池

硅碳电池的一个突破点和难点就在于碳硅材料的「硅含量」:硅在充放电过程中,膨胀和收缩效应会很严重,因此纯硅基负极电池非常不稳定,需要将碳和硅复合,增强电池的稳定性。

而这造成了一个新的矛盾:硅含量越高,电池的能量密度越大,但是相应的,稳定性越低。

目前已经各家新电池的硅含量都在个位数左右,而荣耀第三代的青海湖电池,已经将硅含量突破到 10%,带来了进一步的能量密度提升。

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这其实也说明,碳硅电池还有着不小的潜力等待挖掘。如何在保证电池稳定的情况下,提升硅含量,成为了硅碳电池的目前的一个技术突破口。

想要兼顾轻薄和续航,不仅仅只能在电池上花心思,这几年大热的 LTPO 屏幕,也给小身板手机更长续航的可能。

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▲ 一加 9 属于国内比较早搭载 LTPO 屏幕的手机

LTPO 屏幕最大的优势就是可以实现范围较大的刷新率变化,从 iPhone 13 Pro 上的 10 – 120Hz,再到 OPPO Find X7 的最低 1Hz,甚至卷到现在的 0.5Hz。

这种「动静分明」的屏幕刷新率,在手机呈现静态内容时使用低刷新率省电,而操作滑动时又回到高刷呈现细腻的观感。

也因为能够实现极低的刷新率,手机「Always on Display」的常亮显示功能也要更加省电。

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在今年 realme 真我 GT Neo6 SE 发布会上,产品经理毛巾介绍 LTPO 屏幕的好处时就表示,真我 GT Neo6 SE 上的 8T LTPO 屏幕省下的电,相当于给这款手机增加了 300mAh 的电池容量。

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因此,这款实载 5500mAh 电池的手机,DOU 续航测试接近 2 天,并且机身厚度和重量都控制在了 9 毫米和 200 克以下。

薄=未来?

苹果要做「超薄 iPhone」的消息一出,大众的观点很快就分裂成两派:

支持派认为,现在动辄 1 厘米半斤重的手机手感实在不够友好,小拇指都磨出了茧子。

反对派认为,把数码产品做薄根本没有意义,还牺牲了会影响体验的续航。

但新 iPad Pro 的实际表现,或许能够给反对派一颗「定心丸」。

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虽然做到了这种极致的轻薄,但新 iPad Pro 在电池续航上,几乎和前代没有差距,这还是在新款 iPad Pro 电池容量比上一代略微缩水的情况下。

这背后是新 M4 芯片的魔力,优化的设计和制造工艺,更高的能效比,在电池变小的情况下,续航能够和以往的水平持平。

更何况,iPad Pro 本身就是苹果主打专业和性能的平板产品线,搭载苹果最新 M4 芯片的新 iPad Pro,足以胜任各种高能任务,甚至不少评测都觉得,这块芯片在 iPad 这个平台上有点「屈才」。

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看得出来,与 10 年前不同,现在的数码产品用上了功耗更低的处理器,屏幕更省电,电池也更加高密度。现在的超薄机身,不是性能和续航都缺憾的「瘦弱」,而是各种元件高集成、电池高密度的「精壮」。

因此轻薄不单单是厂商创造的噱头,背后是各种技术的突破,薄型设计也因此被视为工程和技术创新的标志,我们正处在技术缓慢进步的「甜蜜点」中。

对于轻薄的追求不仅是厂商的一厢情愿,也是用户一直以来对科技产品的期待。

就像是 2022 年后的 MacBook Pro,新的模具虽然代表着更先进更强悍的生产力,但是也让人怀念曾经那个更具有曲线,外观上更显薄的旧模具。

更有人觉得,这个旧模具不是落后了,而是「太超前」了。

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或者说当年微软的 Surface Pro X,即使 ARM 处理器带来了性能和兼容等诸多问题,但轻薄的机身对比起同期的 Surface Pro 7,更让人感觉前者才是真正的未来。

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▲ 图源:The Verge

当然,虽然现在续航和性能已经给轻薄机身开了绿灯,国产厂商如何把这两年也开始卷的散热系统塞进小机身,也成了新的挑战。

2024 年是「AI」的一年,因此也有人说是「未来」的一年,但除了人工智能,重走上「轻薄」道路的数码产品,或许也在为我们描绘着未来设备的形态。

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