“终极电池在哪里？锂空气和燃料电池值得期待”

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自从20世纪中期电脑芯片被发明以来，技术进步很快。 让我们来谈谈摩尔定律。 每两年芯片内的晶体管数量增加一倍，其他技术也在进步，终于解决器的性能每18个月增加一倍。 从摩尔定律定义之日起，至今已经过了40多年，但没有被打破。 一代人在电子行业取得了惊人的进步，摩尔定律被很好地解释了这些进步的摩尔定律推动，高端智能手机进入亿万人的口袋，比几十年前的好电脑强大了几千倍。

从装置中采用的电池来看，其快速发展与摩尔定律不完全一致。 1991年索尼首次将锂电池商业化，但截至今天这项技术没有明显改变。 汽车采用的技术更古老，内燃机的基本设计、车用铅酸电池几十年来几乎没有变化。

纵观设计历史，公司往往没有改变的欲望，领域一直运行良好，我们对电池没有太多的思考。 回顾2000年，手机一次可以充电好几天。 但是，在过去的十年中，我们进入了高端智能手机时代，电池的不足开始变得严重。 与9年前乔布斯发布的iphone相比，苹果的新手机强大了16倍，但续航时间还很短。

新款旧手机之所以性能差距如此之大，首先要归功于工程的进步，它是通过提高解决器的性能来实现的，不是一个原因，而是电池更好。 关于毫安时(在一定的放电时间内完全放电产生的电流)，iphone6s比2007年第一代iphone仅提高了22%。

锂电池的挑战

锂电池的设计很简单。 电池充电后，电子流通过电路输送到负极，电解质溶液中的锂离子(带电粒子)被吸引。 使用电池时，离子通过溶液移动到负极，释放电流给机器充电。

这是相当基本的化学过程，结果不容易改善。 虽然只能采用几种元素，但事实表明锂是合适的。 要改善电池，必须改变电极和电解质的化学成分，但改善会逐步进行，随着时间的推移，改善会越来越困难。 尽管富裕的科技企业不断向电池投入资本，但每年电池性能只提高了5%。 事实上，许多电池制造商发现，增加体积，在更大的空之间容纳越来越多的离子是提高电池性能的好方法。

对许多人来说，这样的方法显然不够。 高端智能手机只是日常生活的重要部分，现在已经成为我们的基本诉求。 我们用它付钱，用它通信，用它导航。 如果不能使用手机的话，我们会很心烦。 这不算什么。 如果电动汽车、救命的健康设备没有电，后果会更严重。 据预测，太阳能是未来的主要能源，如果没有太阳，电池需要很大的存储容量。

替代产品

人们越来越依赖电池，在诉求的推动下，公司投入了大量的时间和金钱开发了锂电池替代产品。

去年，剑桥大学的科学家开发了锂空气( lithium-air )电池，宣布新电池的性能是现有锂电池的10倍。 新技术主张直接采用空气体中的部分氧气电子而不是电池边缘存储的电子，电池性能大幅提高，一次充电就可以让电动汽车从伦敦行驶到爱丁堡。

剑桥的科学家们把这种锂空气体电池称为电池。 其实，这个设计是几十年前出现的，但是以前流传下来的过氧化锂的设计很不稳定，被解释为不支持多次充电。 如果使用新的化学成分代替氢氧化锂，功耗的化学反应次数将减少，电池可以重复充电2000次以上。

伊利诺伊州阿尔贡国家实验室( argonnenationallaboratory )的研究人员上周公布了超氧化锂电池。 新技术处理了其他锂空气体电池的许多主要课题。 新设计可能需要几年才能商用，至少需要10年。

另一个方案可能同样行得通。 不是开发更好的电池，而是寻找更好的方法来提供能源。 英国智能能源公司主张，在不久的将来，电子产品可以采用氢燃料电池。

智能能源公司首席执行官Henriwinand表示，使用利用新技术开发的样机电池，可以连续使用高端智能手机一周，让无人机飞行数小时而不是30分钟。 不需要充电。 燃料电池可以在内部更换。 企业与suzuki合作开发了搭载燃料电池的小型摩托车，并与新兴的高端智能手机制造商开发了采用燃料电池的产品。 魏南德说:“今后不需要根据电量来安排生活。 他说，使用燃料电池的手机再过18个月就会出现。

对于依赖电池的客户和公司来说，这样的速度还不够快，燃料电池可能需要好几年才能成为主流。 而且，一点点的技术公司还在投资锂电池技术，我认为短期内这是个好选择。

放眼世界，许多公司大规模采用电池。 特斯拉就是其中之一，投资近50亿美元在美国内华达建设锂电池工厂。 另一家耗资巨大的电子公司拒绝依赖划时代的技术，而重视无线充电技术和快速充电技术，只需30分钟或1小时就能把电池从0充电到60%。

即使是有希望的新电池暂时也不能代替锂电池。 新电池还需要多年的测试，进入汽车和手机需要法律许可。 无论谁在竞争中获胜，其电池都将成为世界的重大突破之一。