薄如信用卡的iPhone这项电池技术突破或将使其成为现实

本周早些时候，我惊叹于MateXT电池的超薄。这是世界上第一款商用三折式可折叠手机。这款可折叠手机起价近3,000美元，配有三块超薄电池。每块电池厚度仅为1.9毫米，因为它们必须装入最薄处为3.6毫米的部分。

我当时就说过，像传闻中的超薄iPhone17Air这样的手机可能会受益于类似的电池技术。任何超薄设备的电池寿命都将是一个关键的卖点。

得益于瑞典的重大突破，智能手机电池技术可以进一步完善。查尔姆斯理工大学的研究人员开发出一种电池技术，可以让信用卡大小的iPhone成为可能。这是一种所谓的“无质量储能”系统，实际上可以兼作手机机身的一部分，甚至整个机身。

信用卡厚度只有0.76毫米，甚至比三折手机使用的硅电池还要薄。制造如此薄的设备将是一项巨大的挑战，无论是iPhone还是竞争对手的产品。

然而，我们正朝着这个方向前进。我们将获得更薄、更耐用、电池寿命更长的设备。要实现这一目标，我们需要超薄显示屏、和电池。查尔姆斯大学的研究人员可能已经找到了后者。

他们没有制造用于信用卡大小的智能手机的电池，因为这种设备并不存在。相反，他们想出了如何用碳纤维复合材料制造电池。这种材料与铝一样坚硬，因此可以用来制造电动汽车(EV)的车身。车身还可以充当电动汽车的电池。

这种设计将大大减轻汽车重量，因为汽车制造商可能会放弃传统电池组，转而采用Chalmers解决方案。另一种选择是将碳纤维底盘电池与传统电动汽车电池配对，以延长续航里程。

研究负责人莱夫·阿斯普(LeifAsp)在一份声明中表示：“如果我们要节约能源并为子孙后代着想，投资轻型节能汽车是理所当然的事。我们对电动汽车进行了计算，结果表明，如果电动汽车采用具有竞争力的结构电池，它们的续航时间可以比现在延长70%。”

研究人员多年来一直在研究这项技术。2018年，他们开发出一种技术，表明碳纤维可以储存能量。从那时起，他们一直致力于提高材料的刚度和能量密度。2021年，他们达到了24Wh/kg。三年后，这一数字上升到30Wh/kg。这仍然不是电动汽车所需要的，但如果电池成为汽车底盘的一部分，汽车的重量将大大减轻。

耐久性方面，结构电池单元从25GPa提升至70GPa，使得碳纤维可与铝媲美。

那么，信用卡智能手机的创意从何而来?同样的研究人员也提出了这个想法。

“可以想象，最接近的可能是信用卡般薄的手机或重量只有现在一半的笔记本电脑，”阿斯普说。“汽车或飞机上的电子设备等部件也可能由结构电池供电。满足运输业具有挑战性的能源需求需要大量投资，但这也是该技术可以发挥最大作用的地方。”

至于电池的工作原理，查尔姆斯大学的科学家将碳纤维材料变成了电池的正极和负极。他们已经能够消除电池中对铜和铝作为集电器的需求。他们还从电极中去除了钴和锰等冲突金属。

碳纤维电池中锂离子的传输由半固体电解质而非液体电解质完成。该团队表示，需要在这方面进行更多研究，以获得更高的功率。不过，该设计提高了电池单元的安全性，降低了风险。

回到信用卡大小的iPhone的概念，这种技术可以让苹果这样的公司将iPhone的底盘(如果不是整个机身)变成碳纤维电池。这种材料会增加手机的刚性，同时提供能量。在正面，将有一个超薄的OLED面板，类似于M4iPadPro使用的面板。这种技术可以让电池更换更容易。

为了实现这样的iPhone，苹果还需要在不影响性能和用户体验的情况下缩小iPhone内部的其他组件。FaceID身份验证所涉及的相机部件、扬声器、触觉引擎和其他组件必须变得更薄。后置摄像头模块也必须大幅缩小。

与此同时，查尔姆斯大学团队希望将他们的无质量电池技术商业化。他们在瑞典成立了一家名为Sinonus的初创公司。他们的最新研究成果发表在《先进材料》杂志上。