電池技術(shù)發(fā)展這么久為何還是不經(jīng)用，固態(tài)電池或成為突破關(guān)鍵

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手機(jī)是現(xiàn)代科技的奇跡，你可以用手機(jī)看視頻，玩兒好玩兒的游戲，可以隨時(shí)聯(lián)系世界各地的人們，一切盡在掌握之中。那么為什么電池會(huì)這么不經(jīng)用呢？還記得以前用的舊手機(jī)嗎？只能玩貪吃蛇和打電話的那個(gè)舊手機(jī)。舊手機(jī)的電池一般要比現(xiàn)在的智能手機(jī)小很多。但電池卻能用一周。經(jīng)過(guò)現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，為什么我們現(xiàn)在的手機(jī)還撐不了一天了呢？

國(guó)外好奇的小哥，為了弄清楚電池不經(jīng)用的原因，請(qǐng)教了電池技術(shù)的專家Venkat Srinivasan博士。博士解釋的其中一個(gè)原因你肯定會(huì)非常清楚。就是各類手機(jī)軟件所需的電量也在急劇增加。這點(diǎn)我想你應(yīng)該能明白?，F(xiàn)在的手機(jī)是前觸摸屏，我們要用軟件拍照片兒，然后顯示到高分辨率的屏幕上。所以大部分原因是抽取的電量顯著地變高了。也就是軟件功能越復(fù)雜越強(qiáng)大用的就越多。抽取的電量也會(huì)隨之增加。好的，那么手機(jī)已經(jīng)更好了，也因此需要更多的電量。這些你可能會(huì)理解，那么讓我來(lái)說(shuō)說(shuō)一些你不知道的。

一部原裝的諾基亞3310配有100MHZ的網(wǎng)絡(luò)頻段，單核處理器和4000像素的顯示屏，而2019年生產(chǎn)的Galaxy S10 plus配有2.4GHZ的網(wǎng)絡(luò)頻段，帶動(dòng)437.76萬(wàn)像素顯示屏的八核處理器。所以沒錯(cuò)，技術(shù)有了很大的發(fā)展，甚至有一個(gè)關(guān)于處理器發(fā)展速度的定律，那就是摩爾定律。這個(gè)定律指的是大約每隔兩年單個(gè)微處理芯片上可集成的晶體管數(shù)量就會(huì)翻一倍，這也意味著電腦和手機(jī)的性能會(huì)成比例的提高。我們討論的是電子行業(yè)的摩爾定律。但電池能量密度增長(zhǎng)的速率卻不像摩爾定律那樣。當(dāng)然電池也在發(fā)展，只是發(fā)展速度和現(xiàn)在的科技不一樣。所以電池的發(fā)展速度沒有手機(jī)其他部件的發(fā)展速度那么快，某種程度上來(lái)說(shuō)，它們是在發(fā)展。

我們一直是在現(xiàn)有的電池材料中壓榨越來(lái)越多的能量。但這樣還是會(huì)有極限，長(zhǎng)期以來(lái)我們做的大量工作就是把所有芯片內(nèi)部的電子器件尺寸不斷縮小。使手機(jī)變得越來(lái)越好，越來(lái)越薄，越來(lái)越漂亮。在電池系統(tǒng)中相當(dāng)于去除一些不必要的東西，以便增加更多更多的密度。加入能量密度材料，這樣就能在電池系統(tǒng)中增加更多的能量。事實(shí)上在過(guò)去的20年里人們也一直在這么做，而如果你這樣做了20年，那就開始到了一個(gè)瓶頸期。就會(huì)很難再擠出更多的東西。

大致上講，現(xiàn)在的電池都有用途，為了儲(chǔ)存能量?，F(xiàn)在的電池基本上把內(nèi)部所有的空間都用盡了，儲(chǔ)存更多能量的唯一方法就是縮小這些像細(xì)胞之間的細(xì)胞膜一樣的內(nèi)部零件，這些零件變得太薄時(shí)就會(huì)有安全隱患，如果做得太過(guò)的話，就會(huì)有像GalaxyNote7一樣的產(chǎn)品。

基本上在現(xiàn)代鋰離子電池中，能量通過(guò)電解質(zhì)溶液在正負(fù)兩極之間傳遞，電解質(zhì)是易燃的，但在電極之間加入隔膜就沒有問(wèn)題，Note7里的隔膜太薄了，隔膜產(chǎn)生火花后電解質(zhì)著火。六年前發(fā)生的那件事兒清楚的說(shuō)明電池已經(jīng)到了極限，我們不能再去除任何東西了，而我們已到了一個(gè)新的階段，通過(guò)更換電池材料來(lái)提升能量密度，尋找新材料的過(guò)程比較漫長(zhǎng)，那么未來(lái)會(huì)是什么樣呢？

我們現(xiàn)在使用的材料是鈷酸鋰，從90年代初就一直使用的電池技術(shù)。但也研究人員早就開始下一步的工作了。實(shí)際上所有的電池都有電解質(zhì)溶液，我認(rèn)為下一個(gè)電池領(lǐng)域的大事兒就是固態(tài)電池，固態(tài)電池沒有液體，而是采用能在電極之間來(lái)回傳導(dǎo)鋰離子的固態(tài)材料，因?yàn)闊o(wú)法預(yù)測(cè)技術(shù)上的突破，所以也不知道未來(lái)會(huì)發(fā)生什么，但我認(rèn)為那是電池的走向。而且如果真的運(yùn)用了，手機(jī)和電腦就能得到更多的能量密度。
（責(zé)任編輯：fqj）