隨著科技的發(fā)展，智能手機(jī)的性能越來(lái)越高，屏幕越來(lái)越大，分辨率越來(lái)越大，相機(jī)越來(lái)越先進(jìn)，功能越來(lái)越先進(jìn)。但你可能不知道，手機(jī)的電池技術(shù)已經(jīng)整整24年沒(méi)有大的進(jìn)步了。
不只是你手機(jī)中的手機(jī)，還有最新的電動(dòng)汽車(chē)，沒(méi)有了電池，它們都只是廢鐵一塊。相比其他科技領(lǐng)域的突飛猛進(jìn)，電池技術(shù)的發(fā)展遇到了什么難題？別著急，筆者將為大家一一道來(lái)。
1、鋰電池誕生時(shí)間與原理
1991年，索尼推出首個(gè)商用鋰電池，鋰電池沿用至今并稱(chēng)為主流的電子設(shè)備電池技術(shù)。由于鋰離子是最輕的堿金屬元素，擁有著更小、更輕、能量密度更高的特性，所以迅速取代了鎳電池。
鋰電池構(gòu)成物質(zhì)中有磷酸鐵、錳、石墨、鈦酸鹽等其他金屬和非金屬材料，但要靠著“鋰離子”這個(gè)元素在正、負(fù)極中的嵌入與脫出，才可實(shí)現(xiàn)電能與化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化，最終完成充放電過(guò)程。
從1991到2015年，電池技術(shù)并非沒(méi)有進(jìn)步，只是發(fā)展緩慢。目前鋰離子電池在能量密度、高低溫特性、倍率性能上，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鉛酸、鎳氫電池，但還是難以滿(mǎn)足快速增長(zhǎng)的電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車(chē)等的需求。
2、增加電池容量的兩種方法
想要提升鋰電池續(xù)航能力的本質(zhì)方法只有兩種，一是增大電池體積以擴(kuò)充電量，二是在有限的體積內(nèi)增加密度來(lái)獲得長(zhǎng)能效。第一種方法現(xiàn)在用在特斯拉電池汽車(chē)上，拆掉特斯拉的外殼，底下是密密麻麻的7000多節(jié)18650電池，重量為700kg，接近車(chē)總重的三分之一。
第二種方法則是經(jīng)常被用在了手機(jī)上，由于手機(jī)體積有限，不可能無(wú)限制往里面塞電池。不過(guò)經(jīng)過(guò)研究人員的努力，手機(jī)電池的密度還是有了很大的提升，高能量比的負(fù)極材料的應(yīng)用，已經(jīng)讓單位體積的手機(jī)電池容量提升了一倍。
3、目前手機(jī)電池面臨的短板
隨著智能手機(jī)的發(fā)展，更大更高分辨率屏幕、大量手機(jī)APP、更快的Soc等耗電大戶(hù)，加劇了電池電量的消耗速度。如果要想徹底解決手機(jī)續(xù)航問(wèn)題，既要增加電池體積又要增加電池密度，雙管齊下才能效果顯著。
但很無(wú)奈的是，目前手機(jī)正望著輕薄方向發(fā)展，想擴(kuò)大電池體積不大可能，增加電池能量密度是唯一的辦法，電池密度的提升就如同一塊體積有限的海綿來(lái)吸水，從50%-90%的提升不難，但想要從90%-100%就不很容易了，因?yàn)橐呀?jīng)快飽和了。
不只是用戶(hù)關(guān)心，電池廠商們也都在花功夫研究，畢竟這是一個(gè)“人無(wú)我有”的大賣(mài)點(diǎn)。誰(shuí)都知道續(xù)航是軟肋，但無(wú)奈效果并不理想。所以說(shuō)，鋰電池提升效果不夠明顯不是我們毫無(wú)作為，而是對(duì)現(xiàn)有鋰子電池性能的利用率已經(jīng)接近能達(dá)到的極限了。
4、未來(lái)電池技術(shù)的發(fā)展方向
既然在鋰電池技術(shù)遇到瓶頸，人們就想到了一些另辟蹊徑的辦法，間接的有效解決了用戶(hù)對(duì)續(xù)航的需求，移動(dòng)電源就是一個(gè)很好的例子。不過(guò)我們今天說(shuō)的不是這個(gè)，而是快速充電。
快速充電技術(shù)就是近年涌現(xiàn)出來(lái)的一種解決途徑。既然電池體積受限密度又不能再增加，那就縮短充電時(shí)間，通過(guò)這種逆向的方式來(lái)達(dá)到相對(duì)延長(zhǎng)電量的結(jié)果，雖然討巧但確實(shí)也有效。
另外從近幾年的科研成果來(lái)看，一大批的新材料電池正在涌現(xiàn)，比如生物電池、燃料電池、石墨烯電池。雖然目前都處于試驗(yàn)階段，但一旦商業(yè)化量產(chǎn)成功，那將是巨大的飛躍。(via:百略網(wǎng)，筆者酌情修改)
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