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研究電池的那些人到底在幹嘛呀,怎麼手機電池一直都停步不前

現在的智能手機屏幕是越做越大,機身也越來越薄,然而屏幕大則耗電量隨著增加,機身薄則導致手機內部可容納的電池體積變小,電池的容量自然也隨著縮小。這就導致了一個矛盾:手機的耗電量增加了,電池的體積和容量反而變小了,一出一入之間,使得這幾年手機電池的續航問題格外突出,動不動就沒電。但是我們現在不可能倒退回過去那個磚頭機時代了,而且將來手機的設計將會越來越天馬行空,全息手機、可摺疊手機的概念機都已經出來了,然而很大程度上就是因為受限於電池而無法實現商用,就好比鋼鐵俠盔甲再酷再炫,胸前如果沒有那個小型核電站提供能源,那也是飛不起來的。未來的手機需要更小的電池和更大的電量,然而以現在手機電池似乎停滯不前的狀況來看,那些科幻感十足的手機真不知道要何年何月才能到我們手上。

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那麼就有很多人在概念手機推出來的時候抱怨了:扯那些噱頭有什麼用,電池不改進你說個…那啥;還有人抱怨:手機的變薄本意是為了攜帶更輕便,現在反而要隨身帶著充電寶和快充,豈不是更麻煩了。大家也都清楚,解決問題的方法只有一個,那就是改進當下手機電池的技術。所以很多人就不滿了,到底研究電池的那些人都在幹嘛,吃雞還是刷頭條啊?反正肯定都不幹正事唄,不然研究了這麼多年電池為啥還是停步不前啊?

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其實真的是誤會了,研究人員已經很努力了,手機電池這幾年也不是停步不前,以使用量最大的鋰電池18650為例,10年前容量為2.6Ah的電池,在同等體積下,現在已經可以達到3.6Ah的容量了,提升了約40%。然而由於這十年來手機的耗電量提升了都不知道多少倍了,對比之下,電池容量的這點提升就顯得微不足道了,所以給人以電池技術停步不前的感覺。那麼為什麼電池容量的提升這麼緩慢呢?

這是由電池的工作原理決定的,拿鋰電池來舉例:鋰電池正極是鈷酸鋰,負極是石墨。充電時正極鈷酸鋰中的鋰離子進入電解液,向負極聚集,得到電子,被還原成鋰鑲嵌在負極石墨中;放電時鑲嵌在負極石墨中的鋰放出電子,成為鋰離子進入電解液,向正極移動。好複雜,總之電池中含鋰離子越多,則在充電過程得到的電子就越多,電池的容量越大。那就只有通過增大正極的體積來增加鋰離子的含量,而這就要增大電池的體積。如果電池體積不增大,而只增大正極的體積呢?那麼正極和負極就會離得過近,容易接觸而導致短路燃燒,這個度要拿捏的好,才能在電池體積不變的情況下,安全的提高鋰電池容量。

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除了鋰電池,其他的電池也大致是這麼個工作原理,只不過材料不同,其離子能得到的電子數量有區別而已,鈷酸鋰還算不錯了,至少在充電過程中,這種材料中的鋰離子能得到的電子,比以前的材料要多的多了。通過電池原理分析我們可以知道,只有找到比鋰離子獲得電子能力更強的材料,才能真正提升電池的容量,如果材料不變,電池體積不變,卻又要提升電池容量,這過程就是一個慢慢的靠近危險的過程,容量提升的越多,正負極就會靠的越近,電池就會變得越不穩定,表現出來就是容易自燃或爆炸。比如作死的三星note7電池炸彈事件,就是電池做的太薄,卻又想要大容量,正負極靠的太近了,又砍掉了固定螺絲,一有晃動正負極就接觸短路燃燒了。

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三星note7自燃機,再也不怕想吸煙時找不到打火機了

那麼為了安全的提高電池容量,希望只能寄託於新的材料了。研究人員也是發揮愛迪生當年尋找燈絲材料那樣的精神,在實驗室里埋頭搗鼓,還真讓他們找到了石墨烯這種材料,發現石墨烯電池不管從電池容量還是充電時間上,都遠遠勝過鋰電池。不過石墨烯這種材料非常昂貴,用來做手機電池有點不切實際。事實上,本來這種材料是研究電動車電池時發現的,電動車成本比手機要高的多,有溢價的空間,在心理價位上更容易被消費者接受,所以用在電動車上還可以勉為其難考慮一下,用在手機上是幾無可能。

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昂貴的石墨烯

還有就是離譜的核電池了,真的要像鋼鐵俠那樣,在手機內搞個核反應堆嗎?這可比石墨烯電池還要更扯淡,從技術性、安全性上幾十年內都不可能實現。

所以從目前來看,手機電池發展已經走到絕路了,別抱有希望了。除非突然有道雷劈開研究人員的腦洞,讓他們發現新的便宜的材料,才有可能給手機電池帶來飛躍性的發展。所以我們還是帶上充電寶和快充吧,這樣還來得實際。

最後,天涼了,大家要注意保暖,記得蓋被子哦。

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天涼了,單身狗要照顧好自己

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