廣大的智能手機用戶如今早已習(xí)慣了每晚睡前給手機充電,否則第二天的使用肯定會受到影響。由于鋰離子電池?zé)o法跟上智能手機在屏幕尺寸和性能上的增長,很少有旗艦手機能堅持超過一天的頻繁使用。電池技術(shù)為何會成為智能手機的短板?它在未來又能有多大的進步空間?
在目前智能手機的可充電電池當(dāng)中,鋰元素是存在于電解液而非陽極當(dāng)中的,這也就限制了電池的能效和壽命。如果可以研發(fā)出鋰陽極,那我們的電池就能變得更輕、更小、更耐久,充電速度也會更快。
鋰離子電池的陽極目前都是由石墨制成的,科學(xué)家認為,這種材質(zhì)的能力如今已經(jīng)抵達了極限。硅和鋰金屬都是石墨的潛在替代物,還有一些研發(fā)團隊在觀察使用硫磺作為陽極的可能性。
加速創(chuàng)新
但是,陽極材質(zhì)的更換并沒有看上去那么簡單,有的材質(zhì)存在潛在的危險性,另外一些則只能堅持數(shù)百個充電循環(huán)。事實是,我們今天所使用的鋰離子電池實際就是現(xiàn)代科學(xué)目前的最高水平。
除了手機之外,這個問題同樣也在拖累電動輪船、汽車和飛機的發(fā)展。因為即便體積增大,鋰離子電池也并不十分效率。
至于電池技術(shù)下一步要如何發(fā)展,這個問題目前還難以回答。尖端領(lǐng)域的科學(xué)家正在嘗試當(dāng)中不斷學(xué)習(xí),這也就是為什么每年都有許多超級電池技術(shù)的來了又去。
簡而言之,電池技術(shù)是一門非常復(fù)雜的學(xué)科,即便匯集了世界上最聰明的頭腦,但它的發(fā)展依然非常緩慢,我們也不會看到憑空出現(xiàn)的開創(chuàng)性電池項目。
在我們看到的許多有關(guān)電池技術(shù)突破的報道和文獻當(dāng)中,都包含著某種化學(xué)調(diào)整,目的是在更長的時間內(nèi)從相同的電池當(dāng)中獲取更多的電能。這類小幅度的創(chuàng)新并不會吸引到多么大的關(guān)注,但他們的重要性卻要比什么柔性手機或者智能手表高得多。