华为Mate Xs 2背后的研发故事从结构到材料的创新之路

作者：admin更新时间 2024年6月30日2024年5月23日

近日，华为举办折叠旗舰创新技术媒体沟通会，解密新一代折叠旗舰华为Mate Xs 2创新技术背后的故事。得益于研发团队在工业设计、材料科学、交互体验、续航快充等领域的深入研究，华为Mate Xs 2实现了超轻薄、超平整、超可靠的巨大突破。

第三方数据显示，在刚刚过去的5月，中国市场折叠屏手机销量前三名均来自华为，包括华为Mate Xs 2、华为P50 Pocket和华为Mate X2。国内主流三方电商平台，华为Mate Xs 2消费者好评度稳居第一，深受广大消费者的喜爱。目前，三款华为折叠屏手机也在华为商城、各大授权电商及线下华为体验店、华为授权零售商火热销售中。

从结构到材料的底层创新，解决重量难题

华为Mate Xs 2整机重量仅255g ，是目前业界最轻的折叠大屏手机，做到了接近普通直板手机的重量和厚度，突破大众对折叠屏手机重量的认知。

华为Mate Xs 2的研发团队从强度和密度两个维度出发，从理论上对各种材料进行组合研究，寻遍了几乎所有的材料，依然没有找到符合研发团队的要求的材料。之后，研发团队便将研究方向聚焦到材料的空心化技术上。受到鸟类骨骼结构的启发，研发团队向大自然学习，在玻璃纤维材质的电池盖上首创超轻中空微珠工艺，上下两层采用超轻玻璃纤维，中间一层采用中空玻璃微珠，最终实现电池盖重量下降50%，真正做到了又轻又薄。

华为Mate Xs 2在铰链上也做了优化，从结构部件较多的链式结构优化为虚拟双旋铰链结构，关键零件数量下降了28%，从而达成整机的轻量化。

为了满足极简设计的要求，华为Mate Xs 2的铰链龙骨必须满足1500MPa的强度要求，这相当于两头成年的大象站到硬币上，硬币所承受的压强。与此同时，铰链的支撑结构要做到尽量轻盈，密度仅为6.5g/cm3，远低于普通钢材的7.85g/cm3。为了满足这样的要求，华为建造了一座“超级材料实验室”，拥有最完备的生产和测试产线，包括9大类生产设备、12大类监测设备，通过对材料的成分、工艺进行端到端的创新研究，不断带来业界领先的MIM材料。

屏幕与铰链的精准联动控制，实现极致平整

屏幕的平整度同样是折叠屏用户最关心的指标之一，作为折叠屏手机领域的先行者，华为进行了大量技术研发探索，最终实现华为Mate Xs 2的屏幕平整度相比Mate Xs提升70% ，展开后屏幕平整顺滑。

超平整屏幕的关键是屏幕和转轴的超精准联动，华为Mate Xs 2独创双旋鹰翼铰链，实现从屏幕到铰链的精准联动。双旋鹰翼结构，通过恒长控制，一体伸缩，减少对屏幕的横向拉伸；圆心同轴设计，精准贴合，减少纵向影响，实现铰链精准贴合屏幕；最后，通过多点共轴控制，降低段距带来的误差影响，减少立体扭曲，使得转轴和屏幕贴合更紧密。

从第一代折叠屏开始，华为就在持续进行铰链的优化和研究，不断改进。华为Mate Xs 2业界首创的双旋鹰翼铰链，依托双旋鹰翼结构、圆心同轴设计和多点共轴控制，让转轴和屏幕实现精准的联动，带来超平整的使用体验。

研究应力波的有序传播，重塑稳固认知

为解决华为Mate Xs 2外折屏幕可靠性的问题，华为研发团队从基础理论、材料结构进行深入研究，全面创新，使机身内外更加强劲可靠，可实现抗跌落2.5倍、抗冲击2.8倍和抗挤压1.4倍优于前代产品，重塑超可靠折叠大屏认知。

提升屏幕可靠性技术的一个关键方向是研究应力波的有序传播。由于应力波在不同介质的折射率不同，两种不同介质材料折射率差异越大，反射率也就会越大。通过寻找不同介质的组合，最大化波的反射率，应力波就会被快速分解，从而确保屏幕坚韧可靠。

华为通过对屏幕的不同叠层方案进行微米级的精确仿真研究，采集千万量级可靠性大数据，精细化调优收敛最优方案，以找到不同材料的组合，最大化应对外力冲击，最终首创复合强化结构屏幕，使用“硬+软+硬”三层高分子复合叠层结构，形成“保护层+缓冲层+阻隔层”的三层结构，有效吸收和缓冲外力，更好地保护屏幕核心显示模组，从而确保屏幕的可靠耐用。

同时，依托于“超级材料实验室”的全制程材料研究能力，华为Mate Xs 2首创了复合支撑铰链结构，有效提升铰链强度，更提升手机的抗摔、抗冲击能力。

应用高硅负极电池，突破传统电池瓶颈

折叠屏手机拥有更大的屏幕，对续航能力也提出了更高的要求。目前，业界主流的手机电池正极材料能量密度提升已经接近瓶颈，华为在电池领域进行突破，在华为Mate Xs 2典藏版上使用了高硅负极电池。

但是，高硅负极电池有相当大的技术难点，体积膨胀系数大、首次充放效率低、电阻率大就是限制高硅负极电池规模应用的三大挑战。华为Mate Xs 2通过碳包覆结构和创新柔性聚合物粘结剂来抑制膨胀和脱落；创新地使用锂箔补锂，将首次充放电效率提升26%；在硅负极电池里使用纳米碳管技术，将导电能力提升4倍，进一步提升硅负极电池的性能表现。

解决了高硅负极电池的应用阻碍，华为Mate Xs 2最终带来业界最高硅占比高硅负极电池，更高能量密度和更大电池容量，比传统石墨负极材料的能量密度大幅提升21%。同时，华为Mate Xs 2还拥有AI并行电源管理、15重安全防护和智能充电管理，保证充电效率更高、充电更安全。

首创自适应UI引擎，重构大屏体验

华为一直致力于与全球开发者展开深入合作，推动折叠屏应用生态建设，不断提升折叠屏手机用户体验。华为Mate Xs 2持续创新突破，首创自适应UI引擎，通过自学习获取原有布局信息，针对大屏显示重新优化布局，如文字从折叠态两行显示优化为展开态一行，重新排版布局、采用同色系元素智能填充、图片居中等方式让画面协调美观。而技术上，开发者无需重新开发，只需要简单的修改，就可快速优化快速上线，方便第三方应用接入。