人工智能技术助力智能手机突破电池发展瓶颈

自从智能手机爆炸事件不断爆出之后,电池就成了手机厂商的噩梦,不可否认,智能手机硬件发展速度之快,但从一个消费者的角度来看,智能手机仍然因为各种各样的原因让消费者不够满意。

到底是什么制约了智能手机,什么又是智能手机木桶效应的那个短板呢?今天我们就来探讨下关于智能手机一个老生常谈的问题——电池技术

小小电池绊倒科技巨头

从三星Note7接连不断爆炸,到近期苹果iPhone6S大规模出现自动关机,全球最大的两家智能手机企业先后在电池问题上折戟。

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尽管到目前为止,三星还没有明确公布Note7爆炸的具体原因,不过真相距离外界猜测也相差不远。三星为Note7塞入了手写笔、无框显示屏、虹膜识别等众多新技术,并抢在苹果新款iPhone之前上市,反而忽略了电池安全性能。

为了满足用户对更长续航的需要,三星将Note7的电池容量从Note5的3000mAh增加到3500mAh,电池体积变得更小,还加入了快速充电功能,这对电池的制造工艺和技术提出了考验。

三星在发布的声明中表示:“我们在调查中了解到,电池电芯存在孤立的问题。当电池的正负极发生接触时,电池电芯将会过热。这是由于非常罕见的制造工艺问题。”

相比之下,苹果在智能手机电池升级上相对保守。iPhone6S的电池容量仅为1715mAh,iPhone6SPlus也不过才2750毫安,不过这也并不妨碍iPhone在电池上出现问题。

事实上,锂电池遇到的头痛问题并不是智能手机行业独有的。可以说,锂电池的安全性与可靠性,已经成为众多科技巨头的达摩克利斯之剑。目前,全球没有一家科技公司能够100%地保证锂电池的安全,新产品上市后因电池缺陷实行召回的实不在少数。

早在2006年,戴尔公司因为电池问题召回了400万台笔记本电脑;2015年末,科技巨头特斯拉所制造的电动汽车因锂电池自燃而引发整车的燃烧。今年4月,日本东芝公司因其笔记本电脑的锂电池存在缺陷易过热熔化而召回了10万台产品。

人工智能技术有望提高手机电池安全性

锂离子电池被广泛用于手机等电子产品,但在温度过高时,电池中的电解液存在易燃易爆的风险。美国研究人员利用人工智能技术筛选出21种固体物质,这些物质有望替代锂离子电池中的易燃电解液,提高手机等电子产品的安全性。

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液体电解质价格低廉,具有良好的离子传导性,在电池正负两极间传输锂离子。相比之下,固体电解质稳定性更高,不易燃烧爆炸,其较为坚硬的质地还能使电池的结构更为牢固。不过,人们迄今尚未找到一种廉价的固体物质,能够在室温下拥有堪比电解液的性能。

美国斯坦福大学研究人员在英国《能源与环境科学》杂志上报告说,他们利用人工智能和机器学习技术,结合以往数据,建立起预测性模型,从12831种含有锂元素的固体物质中筛选出21种最具潜力的固体电解质。

研究人员介绍,已知含锂复合物数以万计,大多数未经测试,其中有些可能是良好的导体。他们收集了过去几十年所有已知有关这些含锂复合物的科学数据,并开发出计算机模型,让计算机从有限的数据中学习如何辨别可取和不可取化合物。

计算机模型根据多个标准来预测哪些含锂固体物质有潜力成为电解质,其中包括结构和化学稳定性、充裕程度、成本、通过电池回路传导锂离子的能力等。

研究报告主要作者奥斯汀·森德克介绍说,计算机模型从庞大的含锂物质数据库中筛选出21种最有潜力的固体电解质,只需几分钟就完成筛查,速度是现有筛查方法的100万倍。研究项目的大部分时间是用于收集和整理数据,建立决定模型预测可信度的指标。

正确使用避免手机爆炸

科学家在解决电池问题上做了如此多的努力,但消费者还是要学会如何避免电池爆炸现象的出现。以下是电池膨胀爆炸的原因主要为以下几个方面:

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1、电池保护电路不良或无保护电路:这种情况往往发生在可拆卸电池的手机中,很多用户喜欢购买相对廉价的非原厂电池,而这些电池为了最大程度的压榨利润,通常会偷工减料,电池本身的保护电路容易出现问题,出现电芯膨胀的情况。对于锂离子电池而言,电芯膨胀到一定程度就会发生爆炸。

2、充电器性能不良:因为充电器导致电池出现问题的情况应该是最普遍的,很多情况下,用户可能都不会很在意手机充电器的选择,经常随手拿一款充电器进行充电。这些充电器可能是街边所售的廉价充电器,没有完善的保护电路系统,也可能是家用平板产品的充电器,其充电电流很可能会比较大,偶尔充电问题不大,但如果长时间使用,就很可能出现电池膨胀的情况。

尤其是一些用户喜欢边充边玩,使手机长时间处于一个较高的温度环境下,高温下连续浮充会导致电解液发生副反应,长时间这么做,会严重影响电池寿命,膨胀的问题也就很容易出现了。

3、手机长时间不使用:如果手机长时间不使用,电池也会出现膨胀的问题,这是因为长期储存电池,电压会降到2V以下,内部会产生化学反应,导致锂电池气鼓,这也是很多朋友在拆解旧手机时普遍会发现手机电池鼓包的原因。所以如果要长期存放电池,最靠谱的办法是定期将其充电到半充状态。

如何防范问题出现

通常,我们使用的锂电池有锂离子聚合物和锂离子电池两种,前者没有电解液,出问题是先膨胀,胀破外壳才会起火,不会突然爆炸,有一定预警性,相对安全一点。我们在可以选择的情况下,尽量购买这种电池。

对于用户来说,日常充电最好使用手机直接充电(即使电池可拆卸),并且采用原装充电器进行充电。尽量避免用第三方充电器,或者万能充(对可拆卸电池来说)。

遇到手机突然严重发热且热源为电池的情况,立即将手机远离身体,避免身体伤害。

锂电池目前还没有办法能保证100%安全,所有使用锂电池的设备都可能起火燃烧爆炸,我们能做的是尽可能减小这种概率。

目前锂离子电池被广泛用于手机等电子产品,但在温度过高时,电池中的电解液存在易燃易爆的风险。(以上内容来自中国传动网)

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