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    十几年过去了,为什么人类的电池技术一直没有突破?

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  •   几乎每个用过小灵通和智能手机的人都曾感叹,电池是越来越不经用了,以前手机充满电可以用一周时间,现在智能手机充满电能用一天就很不错了。当然,智能手机比非智能手机更耗电这一点大家其实都理解。

      但从苹果4到今年即将发行的苹果最新系列来看,手机的电池技术(续航能力)依然没有突破性的改变,甚至给人一种感觉,这些年电池技术一直在退步。许多网友戏称:人类的科技被三体的智子锁死了,科学技术很难再有大的发展。玩笑归玩笑,不过,人类的电池技术想要有革命性的突破,目前来看是不可能的。

      目前智能手机用的几乎都是锂电池,锂电池分两种:锂离子电池和锂金属电池,不管是哪种电池“锂元素”始终是核心组成物质。因为锂元素是元素周期表中电位最低的金属,用金属锂作电极材料才可以在正负极之间产生最大的电位差(锂离子电池中锂作负极材料,锂金属电池中锂作正极材料),工作时才能产生最大的电压,才可以储存更多的电量。所以锂电池的能量密度是远优于铅蓄电池和镍氢、镍镉电池的。同体积的锂电池所含电量是铅蓄电池的5倍,是镍氢电池的3倍;不仅如此,锂电池在不使用时,自身的逃电率是可以忽略不计的,这不仅变相增加了电量,也延长了电池的使用寿命;同时锂电池重量轻,不含重金属,对环境污染也非常小,唯一的不足可能是价格比较贵吧!

      了解了锂电池的这些特点,我们知道用锂作为电极是最好的选择,所以手机的电池技术有一半已经被“锁死”了,只能去优化另一极的材料,改善电解液和隔膜。例如降低隔膜的电阻,增强隔膜的导电性,保证锂离子的透过率,增加隔膜强度,降低厚度。这样一点点推进电池技术的进步,所以操作空间是比较小的,每年只有3%的小幅度进步。这么一看10年的时间电池技术进步也有34%了,这难道不算很大的进步吗?不好意思,高端芯片技术的进步更快,1到2年的时间就会翻一番,每年进步幅度在60%-70%之间。

      苹果X手机搭载的A11处理器,性能要远好于A10处理器,A11处理器采用的是10纳米制程和六核心设计,大核性能比A10提高了25%,4个小核提高了70%,多性能提高了 75%。总的来看A11比A10处理器性能上的进步在60%左右,而A11和A10处理器的发布却只相隔了1年时间。所以电池技术的进步完全跟不上芯片技术的进步,更强大的运算处理能力会消耗更多的电量,难怪我们会感觉手机耗电量越来越快了。

      这些年很多人都在热炒石墨烯电池和一些黑科技快充技术,报道也是铺天盖地,不管是石墨烯电池还是黑科技快充技术,有两点是无法同时实现的,一是量产,二是安全稳定性。之前有新闻称:锂电池+石墨烯技术制成的石墨烯电池可以让汽车充电10分钟,续航1000公里,声称石墨烯技术可以颠覆能源行业,能量密度、导电性、高强度和重量轻的特点都比锂电池要优越。这样的报道一直没有中断过,但人们始终看不见产品,石墨烯的概念似乎有点被过度消费了,或者是别有用心的商人夸大吹嘘石墨烯来获取利益,泡沫太大了。

      总的来看锂电池仍然是目前最适合大众使用的理想电池,虽然电池技术的革新可能要很长时间,但好在目前充电比较快,等一等又何妨。

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