
2009年,蘋果重新設(shè)計(jì)了MacBook Pro,發(fā)布了一款新型電池,電量續(xù)航能力比前一型號電池高出40%。該電池供電時(shí)長達(dá)7小時(shí),足夠把史詩電影《阿拉伯的勞倫斯》從頭至尾看兩遍。蘋果營銷總監(jiān)Phil Schiller稱之為“革命性” 電池,果真如此嗎?
近二十多年來,科技飛速發(fā)展。計(jì)算機(jī)從電子管元件時(shí)代演變成今天的超大規(guī)模集成電路,往日笨拙巨大的計(jì)算機(jī)如今小到能裝進(jìn)我們的口袋中。一款新型智能手表的運(yùn)算能力甚至強(qiáng)于阿波羅登月飛行器。但如今電池的發(fā)展則是另一種態(tài)勢。
蘋果或三星的消費(fèi)電子產(chǎn)品制造商們?yōu)榱碎_發(fā)出續(xù)航更強(qiáng)的電池,投入了數(shù)百萬美元研發(fā)資金。雖然電池技術(shù)在未來幾年不會取得革命性發(fā)展,但那些依賴電池的新產(chǎn)品卻會層出不窮。電池發(fā)展為什么會滯后?很多研究人員表示他們已經(jīng)遇到瓶頸,而使用電池供能設(shè)備的用戶則對電池的續(xù)航能力要求越來越高。
革新之路
Envia Systems公司位于美國加州,專注研發(fā)高能電池。從1995年起歷經(jīng)十多年發(fā)展,在2007年才實(shí)現(xiàn)電池儲能翻一倍。此后,電池儲能增幅再沒能超過30%。Envia公司表示,2021年前多數(shù)電池電量不會翻倍。
但如今一臺普通的平板電腦能持續(xù)運(yùn)行10小時(shí),而在美國總統(tǒng)奧巴馬第一任期期間的電池續(xù)航僅能為4小時(shí),怎么回事?
通常,科技發(fā)展的動力來自兩個(gè)方面:追求設(shè)備的小巧便攜性和完善與之配套的軟件。
電腦的核心是微處理器。比如 Facebook更新并提示朋友圈信息,這個(gè)過程中芯片會進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算。幾十年來,處理器的體積越來越小,耗能也越少,電池壽命就更長。
電池則不同,它是金屬和化學(xué)材料的組合體。雖然采用化學(xué)材料使電池體積小了,但并不意味著更好。就好比喝一杯酒:你倒進(jìn)去的酒少了,能喝到的自然也少了。如今,電池的發(fā)展主要依賴新材料,從鎳電池發(fā)展成如今的鋰電池,電池續(xù)航力得到顯著提升。
當(dāng)代電池發(fā)展領(lǐng)域的大科學(xué)家John Goodenough表示:“目前的研究著重于提升鋰電池性能,但電池發(fā)展已然遇到瓶頸。”
Goodenough 在1979年宣布電池發(fā)展取得重大突破,雖然如今研究電池的人員比當(dāng)時(shí)更多,可是科學(xué)家們?nèi)詻]有頭緒。需要更先進(jìn)的技術(shù)才能設(shè)計(jì)出能續(xù)航一周的手機(jī)電池,
鋰電池發(fā)展
電池的發(fā)展可追溯至18世紀(jì)。當(dāng)時(shí)科學(xué)家們偶然發(fā)現(xiàn),通過向兩個(gè)覆蓋金屬片涂層的容器中添入鹽水,插入金屬棒就能收集靜電。手指觸碰容器外部,另一只手觸碰金屬棒,能瞬間感受到嗞的一聲電流。
Henry Schlesinger 在《電池:便攜電源引發(fā)科技革命》一書中將擺弄這些電源設(shè)備的科學(xué)家比作“萊頓瓶 ”。英國著名詩人雪萊就是其中之一,他曾鼓勵(lì)他的姐姐、妻子瑪麗一起探索。瑪麗的小說《弗蘭肯斯坦》中還將電作為主要情景道具。

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