研究电池的那些人到底在干嘛呀,怎么手机电池一直都停步不前
手机电池
作者: 机器人住8楼
2018-11-30 10:43:44
59.2K
[ 闻蜂导读 ] 现在的智能手机屏幕是越做越大,机身也越来越薄,然而屏幕大则耗电量随着增加,机身薄则导致手机内部可容纳的电池体积变小,电池的容量自然也随着缩小。

现在的智能手机屏幕是越做越大,机身也越来越薄,然而屏幕大则耗电量随着增加,机身薄则导致手机内部可容纳的电池体积变小,电池的容量自然也随着缩小。这就导致了一个矛盾:手机的耗电量增加了,电池的体积和容量反而变小了,一出一入之间,使得这几年手机电池的续航问题格外突出,动不动就没电。但是我们现在不可能倒退回过去那个砖头机时代了,而且将来手机的设计将会越来越天马行空,全息手机、可折叠手机的概念机都已经出来了,然而很大程度上就是因为受限于电池而无法实现商用,就好比钢铁侠盔甲再酷再炫,胸前如果没有那个小型核电站提供能源,那也是飞不起来的。未来的手机需要更小的电池和更大的电量,然而以现在手机电池似乎停滞不前的状况来看,那些科幻感十足的手机真不知道要何年何月才能到我们手上。

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那么就有很多人在概念手机推出来的时候抱怨了:扯那些噱头有什么用,电池不改进你说个…那啥;还有人抱怨:手机的变薄本意是为了携带更轻便,现在反而要随身带着充电宝和快充,岂不是更麻烦了。大家也都清楚,解决问题的方法只有一个,那就是改进当下手机电池的技术。所以很多人就不满了,到底研究电池的那些人都在干嘛,吃鸡还是刷头条啊?反正肯定都不干正事呗,不然研究了这么多年电池为啥还是停步不前啊?

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其实真的是误会了,研究人员已经很努力了,手机电池这几年也不是停步不前,以使用量最大的锂电池18650为例,10年前容量为2.6Ah的电池,在同等体积下,现在已经可以达到3.6Ah的容量了,提升了约40%。然而由于这十年来手机的耗电量提升了都不知道多少倍了,对比之下,电池容量的这点提升就显得微不足道了,所以给人以电池技术停步不前的感觉。那么为什么电池容量的提升这么缓慢呢?

这是由电池的工作原理决定的,拿锂电池来举例:锂电池正极是钴酸锂,负极是石墨。充电时正极钴酸锂中的锂离子进入电解液,向负极聚集,得到电子,被还原成锂镶嵌在负极石墨中;放电时镶嵌在负极石墨中的锂放出电子,成为锂离子进入电解液,向正极移动。好复杂,总之电池中含锂离子越多,则在充电过程得到的电子就越多,电池的容量越大。那就只有通过增大正极的体积来增加锂离子的含量,而这就要增大电池的体积。如果电池体积不增大,而只增大正极的体积呢?那么正极和负极就会离得过近,容易接触而导致短路燃烧,这个度要拿捏的好,才能在电池体积不变的情况下,安全的提高锂电池容量。

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除了锂电池,其他的电池也大致是这么个工作原理,只不过材料不同,其离子能得到的电子数量有区别而已,钴酸锂还算不错了,至少在充电过程中,这种材料中的锂离子能得到的电子,比以前的材料要多的多了。通过电池原理分析我们可以知道,只有找到比锂离子获得电子能力更强的材料,才能真正提升电池的容量,如果材料不变,电池体积不变,却又要提升电池容量,这过程就是一个慢慢的靠近危险的过程,容量提升的越多,正负极就会靠的越近,电池就会变得越不稳定,表现出来就是容易自燃或爆炸。比如作死的三星note7电池炸弹事件,就是电池做的太薄,却又想要大容量,正负极靠的太近了,又砍掉了固定螺丝,一有晃动正负极就接触短路燃烧了。

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三星note7自燃机,再也不怕想吸烟时找不到打火机了

那么为了安全的提高电池容量,希望只能寄托于新的材料了。研究人员也是发挥爱迪生当年寻找灯丝材料那样的精神,在实验室里埋头捣鼓,还真让他们找到了石墨烯这种材料,发现石墨烯电池不管从电池容量还是充电时间上,都远远胜过锂电池。不过石墨烯这种材料非常昂贵,用来做手机电池有点不切实际。事实上,本来这种材料是研究电动车电池时发现的,电动车成本比手机要高的多,有溢价的空间,在心理价位上更容易被消费者接受,所以用在电动车上还可以勉为其难考虑一下,用在手机上是几无可能。

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昂贵的石墨烯

还有就是离谱的核电池了,真的要像钢铁侠那样,在手机内搞个核反应堆吗?这可比石墨烯电池还要更扯淡,从技术性、安全性上几十年内都不可能实现。

所以从目前来看,手机电池发展已经走到绝路了,别抱有希望了。除非突然有道雷劈开研究人员的脑洞,让他们发现新的便宜的材料,才有可能给手机电池带来飞跃性的发展。所以我们还是带上充电宝和快充吧,这样还来得实际。

最后,天凉了,大家要注意保暖,记得盖被子哦。

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天凉了,单身狗要照顾好自己

 

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