鋰電池的停滯發(fā)展
這些年其它電子元件雖然進(jìn)步神速,但鋰離子電池的發(fā)展卻幾乎停滯不前,使用的化學(xué)成分和20年前一模一樣,這也是現(xiàn)在新型電池技術(shù)受到大家高度關(guān)注的原因。而鋰離子電池技術(shù)雖然有體積小、可充電、電壓高等等優(yōu)點,但卻有能量密度和熱敏感性兩個方面的不足。
能量密度決定了特定體積或重量的電池的運行時間。不幸的是,摩爾定律不適用于電池。自從首批鋰離子電池1991年進(jìn)入市場以來,它們所驅(qū)動的設(shè)備晶體管數(shù)量增加了千百倍,但鋰離子電池的能量密度卻只提升了三倍。而增加能量密度的一個方法是提高封裝效率。比如,現(xiàn)在用于大多數(shù)智能手機(jī)的不可拆卸式袋裝鋰離子電池取消了可拆卸式電池 所需的保護(hù)殼,依靠智能手機(jī)外殼來進(jìn)行保護(hù),為真正儲存能量的活性物質(zhì)提供更多空間。
手機(jī)空間的狹小使電池容量提升非常困難
鋰離子電池的另一個缺陷是熱敏感性,它的化合物會和殘留水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生氫氟酸,這是最具腐蝕性的化合物。如同所有的化學(xué)反應(yīng)一樣,溫度每提高10攝氏度,這個過程的速度就提高一倍,智能手機(jī)就會發(fā)燙。
而量子電池對于智能手機(jī)而言,首先就解決了充電速度上的問題,其次它能量的高轉(zhuǎn)化率也使得鋰離子電池使用時間一長容量會縮減的問題得到改善。除此之外,安全性、環(huán)保這些量子電池特有的屬性,在當(dāng)下安全事故頻發(fā)、電子垃圾增多的背景下也尤為重要。
量子電池的商用困境
量子電池雖然優(yōu)勢明顯,但要實際商用在手機(jī)中,還是有一個不能忽略的問題——能量密度。
采用了高能量密度電池的國產(chǎn)手機(jī)
鋰離子電池雖然發(fā)展緩慢,能量密度增長乏力,但至今也發(fā)展出了700Wh/L能量密度以上的技術(shù),而上文我們提到的battenice電池能量密度僅為500Wh/L,而且如果沒有技術(shù)性突破,能量密度很難大幅提高。意大利物理學(xué)家約翰·古爾德表示:“量子系統(tǒng)的儲電量比日常用電設(shè)備要小好幾個數(shù)量級。我們只是從理論上證明了在給一個系統(tǒng)輸入能量時,量子物理能帶來加速?!彼阅壳岸允褂昧孔与姵夭坏珜m(xù)航的延長沒有幫助,反而會使手機(jī)的成本上升,那自然不會有廠商愿意選擇。
三星將推出750WhL的鋰電池
另外,縱然鋰離子電池發(fā)展再緩慢,它畢竟是一項成熟的技術(shù),成本低、風(fēng)險??;同時,量子電池快速充電的特性在面對快充技術(shù)流行的當(dāng)下也沒有壓倒性的優(yōu)勢。