鉅大LARGE | 點擊量：8698次 | 2020年06月02日
下一次真正的電池技術突破，我們要等多少年？
即使是公認已經發展到了一個頂點的智能手機，我們每年都還可以看到大量技術和設計上的變化，比如今年最成話題的OLED屏幕、大屏占比設計等等。當然了，無論這些東西怎么變，有一些不變我們好像都已經習慣了，那就是電池技術。性能不斷增強，分辨率不斷提高，拍照越來越好看，但是續航那是肯定沒有太大突破的。
我們當然有辦法提高手機的續航時間，只要把電池做得更大就行了，但這只是最粗暴的辦法，手機畢竟就那么大。幾乎所有的技術研究都可以靠砸錢和時間來解決，電池技術那么重要，就不值得大廠們投入嗎?
解決方法聽起來簡單，但其實并非如此。投入大量金錢，雇用最好的科學家，擁有足夠的耐心，這都不是解決問題的關鍵。問題在于，打造一個能量密度更高的電池，涉及到的將是一個全新的科學領域。
對此倫敦帝國理工戴森工程學院的教授比利·吳解釋道，摩爾定律簡單來說，就是每隔幾年晶體管都會變得更小，讓芯片能夠容納更多，從而提高處理能力。電池領域卻不是這樣。“在微處理器領域，一切都只為了把東西做得更小。但到了鋰離子電池這邊，假如你想提高能量密度，換句話說就是新增手機的續航時間，那你就必須要從根本上改變電池里的材料。”
這當然不會是“那就換材料唄”那么簡單，因為內部材料組成的平衡哪怕有一點不對都可能會導致嚴重的問題。現在那么多的事故，都在提醒我們一旦出事會有多么嚴重。吳教授表示現有的鎳、鈷、錳組合在未來的幾年內可能會發生變化。因為鎳更活躍，它的比例會得到提高，從而新增電量。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
當然了，只是這點變化仍要幾年的測試保證一切穩定和安全。據說假如成功，續航能有10%至20%的提升。然而人們等了那么多年，等來的提升和時間似乎并不相符。電池技術的真正突破，仿佛是人們在追逐一個不可能的夢。
困難重重
用科學家的說法，電池技術可以說是一種“混沌的藝術”。它之所以發展得那么慢，很大程度上是因為幾乎每一點微小的進步或改變，都要經過大量的實驗和測試，以保證安全和穩定。即使是發現了關于提升能量密度很有幫助的材料，你都不能保證它真的能用。
舉個例子，近來人們發現比起現在電池里的石墨，硅膠似乎是一種更好的材料。它的能量密度是石墨的十倍，意味著假如現在我們的手機能撐一天，硅膠電池就能讓手機頂十天。問題就在于，這樣的電池就變成了一個很危險的爆炸物。
為何會這樣呢?當電池充放電的時候，石墨會膨脹和收縮大概10%的幅度。我們能對付10%，但硅膠在這上面能達到300%。不用多想都了解，這種電池該有多么危險。
也正是因為這樣，電池技術研究的投入可以說是一個看不到底的黑洞，因此世界上盡管有著許多科學家、公司和研究機構在堅持不懈地攻關，但看不到前景使得這些努力始終都是各自為戰，形成不了一個業界范圍內的合作。
更重要的是，三星GalaxyNote7這一系列的事件震驚了整個業界，這也讓人們在研究時變得更加小心翼翼，更重視每一步的測試。業內人士透露說此前許多廠商都開始抱有僥幸心理，想要強行推進電池能量密度的上升。電池事件是一個警醒，迫使所有人的節奏都慢了下來——當然了，注意安全肯定是一件好事。
我們能看到進步嗎?
那么問題來了：既然突破的進度已經如此緩慢，我們到底什么時候才能看到進步的到來?有趣的是，答案是很久以后，但好像也不是那么久。
“要開發一種新的化學過程大概要10年的時間，1億英鎊的投入，所以它在經濟規模上和微處理器領域比不了。”吳教授說。
而且，10年時間不過是第一階段。接下來還要再花10年，不斷地測試和改進，讓新技術足夠安全和穩定，否則就不能把它應用在商業化上。最簡單的例子，鋰離子電池的相關研究成果于1980年首次發表在牛津大學。一直到上世紀九十年代之后，索尼才首次將這個技術商業化。
“我們已經有了另一種化學方法，但它要到來還要一點時間。人們一直在談論硫磺或硅膠作為電池的新材料。另外現在有一種被稱為鋰空氣電池的可能會是最終的解決方法。然而在它盡善盡美之前要一個甚至兩個10年以上的時間。”吳教授說。
10年甚至20年的時間對每一個人來說都久得可怕，但是在聽到了之前那些令人絕望的狀況之后，好像也就沒那么長。更重要的是，廠商們另辟蹊徑，零零碎碎的進步和優化肯定還會是有的。
盡管電池技術短時間內沒法突破，但畢竟其他的技術不能不進步。隨著手機性能繼續增強，分辨率甚至還要上到4K級別，這些都對能耗優化提出了苛刻的要求。對此，10納米工藝甚至7納米工藝都已經上了日程。OLED屏幕可以有效減少能耗。各種軟件層面上的優化也都成為了必修課。
