现阶段柔性电池技术的发展与折叠屏手机有什么关系？

听说柔性电池很火，从我开始读博就在关注这个方向，没想到学术界的风还没刮完，现在就已经来到工业界了(但是工业界吹牛是吹不出来东西的啊)，前两天还在某学术群里看大佬们争论柔性的问题，现在来到知乎似乎要切瓜了，表示十分喜感。先从简单的，我的结论说起，现阶段柔性电池技术的发展与折叠屏手机并没有什么关系。

个人浅见，除了成本这个笼统的角度外，这句话在现阶段有三个衍生含义，即：

1. 从柔性电池发展的角度，柔性电池暂时不能给手机供能；

2. 从满足手机使用的角度，手机电池暂时无法柔性；

3.从折叠手机现阶段的技术看，折叠屏手机暂时不需要考虑电池的柔性。

友情提示：每年快到毕业的时候，我就很紧张。你们很难想象，我把前几年辛辛苦苦找资料，然后码字的文章写到自己的论文里时，竟然发现有人直接这么抄了，你们这是什么操作？？？以下文字有不少是从我博士论文里直接拉出来的，各位，最近查的很严哦。

别一有大新闻就来怼锂电池啊，你知道锂离子从正极跑到负极有多努力么，它要挣脱出艰难地穿梭在正极的晶格间，费劲地跨栏挣脱出正极表面的势垒束缚，缓慢的游过泥泞的电解液，还要在液体里越过隔膜的阻碍，好不容易来到负极还要想尽办法扎进负极，再次挣扎地钻进负极的晶格，一不小心就可能被电解液大兄弟拉近SEI的传销队伍中，还可能会被电子美眉吸引自由的翱翔在负极表面......

言归正传，我想从几个方面。（可能比较长，但是一直在实习，实在是比较忙，大约一周更新完，如有错误，烦请指正）

1. 从电池的角度，柔性电池（暂时）不能给手机供能和手机电池暂时无法柔性，可以理解为电池自身发展本不足问题的一体两面。

先来谈电池，电池技术不比电子电路技术，可以通过摩尔定律去衡量。同时，3C类产品自身的性质就决定了，其储能和转换设备本身必须要有（相对）小、轻、薄的性质。那么，在电池电量一定的情况下，我们自然会选择能量密度（优先）和功率密度（其次）有优势的技术，毫（mei）无（you）疑（ban）问（fa），只有锂离子电池具有这样的潜力，其余技术真的是一个能打的都没有（欸，别误会，我不是针对谁，我只想说...）。

从上图，我们常用的电池从结构上看无外乎图一所示四种。不难发现，这01年的文献示意图到现在，除了部分材料的发展而有所替代，大体上并没有改变，而在这接近二十年，摩尔定律已经多少代了？（这种类型的电池原理甚至可以追溯到伏打电池，您再想想这个时间）

再从柔性电池方面看，除了松下，大的工厂都没有号称要量产柔性的电池（那种没有潜在量产机会的不算的话，或许有遗漏），这种号称能弯曲1000次性能不衰减。我们讲柔性的时候时常会提到几个形容词，轻、薄或小和可弯折。如果你稍微熟悉一些电池大概就能了解，电池有个很关键的参数叫比容量，而这个能量密度有两个评价指标质量比容量和体积比容量，而电池中主要提供容量的电池材料称为活性物质，其他不提供容量的材料统称为不活性物质，那么：

一般来说，在工艺制程中，非活性物质的量很难减少（即电池外壳、集流体厚度和质量，隔膜还有导电剂粘结剂的这部分，可以认为基本正比于活性物质的量），所以为了轻薄只能减少活性物质的量，而这会带来总容量的减少，例如松下采用的就是使用的单片电池解决方案。

所以，从柔性电池的角度理解，受限于电池技术，现阶段的柔性电池很难达到高电量，从柔性电池的应用角度来说，它的潜在应用一定是用电侧电量需求小的器件，如柔性可穿戴的手环、手表等类似的电子设备；从手机电池的角度，应该会尝试使用电量更大的单体以满足日益增长的电量需求或采用质量比容量更大物质扩大该体积电池所带的总容量，这半句大概就是雷布斯的意思。

BTW，即使电量上满足了，从机械性能上看，你们确定不会像没事手机划屏一样没事掰掰手机放松一下，现阶段的1000次，按一天你放松10次算，100天电池就GG了。（滑稽）

2. 电池柔性的难点。

柔性电池和普通电池的主要区别在于，会在引入外力的时结构的微区域发生形变而引入微观结构的变化。一般认为，其主要参数为弯曲半径R，形变长度L和形变角θ（图3）。在弯曲时，对于电池的每层物质弯曲的处的应力应变时明显大于其他位置的，同时，电池层与层之间的异质界面也可能出现单一的滑移、破损和失效。

我们常见的锂电池主要包括，电极材料、隔膜、电解液、集流体（极耳）和封装层。电极材料的一般都是活性无机物质粉末、粘结剂和导电剂的混合物，无机材料和导电剂混合在粘结剂的黏性作用下涂布在集流体上，并在轧辊的作用下压实....这里可以发现，电极材料本身时通过类似胶水的粘结剂相互黏接并粘在集流体上的，这种黏附力在没有外力作用时还比较牢固，但一旦外力介入，活性物质很可能在双重应力的作用下相互脱附，导致电极内阻变大、库伦效率降低等一系列问题。同时，集流体和铝塑膜封装层这类金属材料的柔性主要通过自身的弹性和塑性来实现，而反复弯折时，极有可能局部遭到不可逆破坏，而使电池失效。对于有机的PP或PE隔膜，其柔性相对最优，但非常容易在电池反应过程被氧化而变脆，在外部或内部应力作用下破碎，导致正负极直接接触发生安全问题，严重的就Boomshakalaka，这也是为什么现在大力推广全固态电解质的原因，但是除去成本的问题，若采用全固态的无机电解质，其问题和活性材料一致（我其实一致很好奇台湾辉能的LIPON为什么能反复弯，是因为很薄还是非晶的各项同性？有了解的大佬麻烦指教 ）。若是有机全固态，理论上可行性似乎更大，但现在比较成熟的解决方案应该还没有（离子电导率和成本等问题还有不少问题）...除了每层自身的问题，层和层之间也存在界面问题，比如活性物质脱离集流体而失活，电解液在弯曲时漏液等等一系列问题。

3. 柔性电池的解决思路

从现有资料看，各种概念型的柔性电池无外乎两种（图4）。第一种是单片（少层）叠片或少层卷绕的一块“超薄”电池（图1中叠片和卷绕的超薄版）。他们共同的特点就是真的超薄。正如上文所说，代价就是活性物质少、电池的比容量低，优点是基本兼容现有的工艺和封装方法，主要需要解决的问题，一是如何在反复弯曲时不漏液，二是增强活性物质和集流体的黏附力。第二种的基本思路是将一块电池化整为零，将电池设计成类铰链的结构，有电池单体的地方厚，作为电路的地方薄，在弯曲时电路薄区承担弯曲任务而不影响电池单体的结构性能。这个方案优点是我完全兼容电池工艺和制造，只需要合理设计电路。缺点和现在电动车电池也有部分类似，需要电池单体的一致性高，且空间占用率高而且有一种侮辱智商的既视感...

对于手机电池来说，一般认为体积能量密度比质量能量密度更为重要，毕竟手机屏幕、电路和传感器等元件已经占用了极大的部分。正如很多答主所言，留给手机电池的空间不多了！所以，后面哪种技术会脱颖而出并不取决于方案本身，而是看给手机的空间有多大，电池的电极活性材料能发展到什么程度。（需要我再介绍一下电池材料么？），当然，更大的问题是，以上的所有改进方案和现行的生产工艺并完全不兼容或者压根还没有。任何一种改变都要钱啊钱，但是现在的柔性屏似乎并不需要电池有什么柔性，管好所需的电量似乎就可以了。成本是树在工艺提升面前的最大障碍>(或者压根别人不觉得是障碍)

雷军的说法里，空间占用才是折叠屏手机的难点，电池属于一个表象。

电池技术很久没有本质革新，这是事实；但折叠屏手机元件增加后空间占用太高才是导致电池无法增加的原因。

如果要增大电池，带来的厚度和重量的激增，将会使得它失去“手机”的便携性，而沦为一台可以折叠的“平板”，这是我理解的雷军所说的“折叠屏手机量产性还不够好”。

当然，我们也可以说是由于电池技术没有进步、又厚又重，从而导致整机没法做轻薄同时续航好 这么理解也没毛病。

虽说有不少人说对厚度重量没那么敏感，但是你面对一台11mm以上厚度，重量近300g，电池却远小于同尺寸平板、仅仅大于常见大屏手机电池容量--对于这样的设备你真的非常心动吗？

当然，这种说法不能抹除华为、三星等公司技术上的先进性。显然，他们的产品要更成熟。如果说推出量产型折叠屏手机谁会更快，那肯定还是他们。

既然题主说到了电池技术，那就说说折叠屏手机搭载双电池的好坏处吧。

首先折叠屏肯定会导致铰链将手机断成两部分，目前来看采用双电池势在必行，柔性折叠电池还不太明朗。

双电池也是有好处的，最大的显性提升就是充电功率。双charger_ic双路供电，可以实现更大功率的快充，华为能做到mate X上55W的快充，和双电池设计也不无关系。

（PS：其实OPPO R17 Pro上已经用到双电池快充的设计了。）

当然，坏处就是控制上更加复杂，需要软硬件工程师更多努力了。

题外话：

小米之前展示的是双折叠屏幕，而三星、华为、OPPO展示的是单折叠屏幕。

单折会导致折叠后，整机厚度相当于两个屏幕＋两个电池＋两个后盖；两折还会需要在背部留出摄像头的位置，

单铰链已经占用了中部的空间，且增加了重量和厚度；双铰链也会导致空间利用率进一步下降；

以我的理解，小米双折的实现量产难度要更大，面临的问题也会更多。这种方案，小米量产时应该也不会采用吧。（现在更多是ID设计而已，缺乏实用性）