爲什麼手機電池發展了幾十年仍然沒有重大突破?

西部街


這個問題,以前說過吧。

電池本質上來說,

它們是金屬和化學物質的集合。

連通電池意味著會有電流經過。

而化學過程面臨的一個問題便是做的越小並不意味著變得越好。

你可以設想它為一瓶飲料:杯子裡裝的啤酒越少,你能夠喝到的啤酒也就越少。

在此之前,主要的電池發展都源於使用了新材料。當材料從鎳轉化為金屬鋰後,

消費性電子產品的電池壽命極大的延長了。磷酸鋰鐵之父、現代電池發展的一名重要科學家約翰·古德伊夫(John Goodenough) 教授表示,現在的研究主要關注於改善鋰電池的壽命。“元素週期表非常有限,”

MIT能源實驗室的科學家們發明了新型“鋰金屬”技術,它可以在保持電池體積不便的情況下,將鋰離子電池原有的離子數量提高一倍,進而將電量也提高一倍,或者也可以選擇在電量不變的情況下將電池的體積減小一倍,無論上述的哪種做法,都將在很大程度上顛覆現有的電池工業領域。


其實研發更好的電池時遇到的最大困難,往往是科學家們對這個技術本身的理解仍然是較少的;

比如改變電池的其中一個部分,換一個新的電極等都會導致大量無法預期的問題出現,而且新的改動必定需要經過多年的測試才能夠進行商業化量產的。

經管上一個十年裡就出現了無數數不清的技術性突破。但是這些進步往往也因為技術、材料、成本、儲存效能低等方面無法進行“幾何增長”式的突破。而興許出現的新技術往往會在測試中消耗大量的時間。這也是現在電池的容量等方面進步不明顯的最大門檻之一。

但是我國很多都屬於新興產業。

石墨烯電池,電容電池,液體電池。

電磁儲能[有點難普及]

主要是技術不成熟,期間暴露太多問題。

電池是用時間長了,結果呢。蘋果或者三星爆炸。

安全問題不容忽視,更何況蘋果還在低溫下無法使用

你能想象到冬天

手拿蘋果打電話結果成了一塊磚,在看別人的小米發光發熱。用著用著還暖手

目前電容電池前景不錯,有望普及。

石墨烯電池售價太高,你能想一下電池比手機貴的結果麼。

期待電容電池吧,石墨烯太貴。如果出了。不降低成本。用的起的除了腎虛男就是白領

目前電容電池充電一小時用一個月。

從今以後,三星的曲面屏、蘋果的IOS系統、高通的芯片、華為的石墨烯,將成為各自的王牌。而屏幕華為已開始聯盟國產作戰,系統也派出2000人全力研發,芯片更是一騎絕塵碾壓高通!

今天再出的石墨烯,可將電池壽命延長兩倍,耐熱程度提高10度,


安利埃塔得托里枝血族


不僅僅是手機電池,是人類的整個電池技術在過去的一百年都沒有突破性發展。

以我們熟悉的汽車舉例:

斯圖加特的保時捷博物館,放著展品最前面的車並不是甲殼蟲,也不是保時捷跑車,而是幾款電動車。

因為保時捷老先生在製造汽車之前,就設計過幾款電動車。

保時捷當年設計Lohner porsche,還是採用如今最先進的輪轂電動機設計(連我都沒想到)。後來為解決當年鉛酸電池續航里程短的問題,保時捷發明了第一輛混合動力車,而且汽油引擎只負責發電。

其實這並不奇怪,在內燃機技術比較落後,汽油車無法大量普及之前,人們曾經把希望放在電動車上,但電池技術一直沒有突破性發展,很快就被後來的汽車所替代。其實一百多年前電燈的發明給人們帶來了巨大的方便,大家都認為電力將是未來的動力,而當時電動車也早於汽油車出現,剛誕生汽油車被認為是沒有前途的怪物。

電動車並非什麼新事物,一百多年前它就已經存在。它可以很先進,但它們的門檻也可以比汽油車還要低。

一百多年前阻礙電動車發展的根本原因在於電池,而一百多後阻礙電動車發展仍然是電池。

一百多年了,人類的整個電池技術幾乎完全沒有突破性發展,即使是最先進的鋰離子電池,也只是在不停的優化能量密度(近些年鋰電池容量每年大約以 9% 提升),與一百年前的實驗室理論幾乎無它。

電池理論的突破性進展太困難了,因為“現有的”元素週期表非常有限

本質上,電池放電就是化學鍵的釋放,屬於電化學/材料學工業範疇。不同於電子設備,可以依賴摩爾定律將產品越做越小,速度呈指數級倍增,電池的體積很大程度上決定了它所能存儲的物質能量。鋰電池的原理非常簡單,就是正極、負極依賴於氧化還原反應,帶電的鋰離子在電解液中來回穿梭;然而鋰電池系統卻是一個非常複雜的系統,需要考慮到的因素方方面面。

電池的化學反應不像核反應能釋放原子核的巨大能量,要想獲得長久供電,只能不斷探索新的正負極材料。目前,應用於消費電子的鋰電池,在負極材料方面大多采用石墨材料,正極方面多是鈷酸鋰。

雖然前段時間由石墨烯技術取得突破的媒體報道,有望可以在負極材料方面取得重大成功,但石墨烯的價格奇高,電位也較高,儲能效率也較低,而且SEI膜形成過程中存在大量不可逆容量,預鋰化處理與製造難度大,商業應用目前幾乎不可能。正極方面,最好的選擇一直都是鈷酸鋰,容量高、循環性能好,只是鈷酸鋰較貴,但依舊可以使用三元的鎳鈷錳或者容量差一些的磷酸鐵鋰來替代。

在現有的材料中,正極的鈷酸鋰和負極的石墨是一對最佳拍檔,想要獲得性能更優的新材料,只能靠一次一次的試驗去檢測,並沒有數學模型可以作預先的推導。所以,新的電池材料技術取得革命性進展靠的是上天的垂憐而不是人類理性的光輝,在電池正負極材料的探索方面,人類對於元素週期表的利用已接近極限。

當然,如果超級量子計算機做出來了,在電池正負極材料的探索方面應該會有較好的突破。


磚家很無語


飛行史的鉅變也才從萊特兄弟到現在只有百多年,這百年的發展還是相當快的。從鋅錳電池到鎳鎘,鉛酸電池到現在的鋰電池,鐵鋰電,聚合物電池到追求快充開始打電容充電的主意了,在第一代移動電話那背的電池加起來就是一個小箱子,非常沉重。新型電池的研發應該有些成果,但肯定不是常規材料,成本會影響發展推廣,也許什麼時候突破技術瓶頸出現井噴了。不急不急!有人更急!


怡153619622


幾十年?改革開放才三十幾年,剛改革開放時還沒有手機,BB機用過嗎?單純說電池的話可是了不起的發展。這個說來話長,你可以去了解一下電池近期的發展。



她大叔521


電池技術已經有了突破,比如:石墨烯技術,只是目前成本太高,無法實際應用。目前,最容易革新的是充電技術,比如:無線充電,這樣電池容量就不是瓶頸了。


天涯筆談


鋰電池是化學效應本來就沒有穩定性,再加上新材料沒有突破,為了安全起見所以很多廠商只選擇了成熟的鋰電池技術,就算有新技術也沒有廠商貿然使用,風險太大。如果在不就將來有人發明了高效的鋰電池技術,絕對是諾貝爾獎。


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