
2009年,蘋果重新設計了MacBook Pro,發布了一款新型電池,電量續航能力比前一型號電池高出40%。該電池供電時長達7小時,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,科技飛速發展。計算機從電子管元件時代演變成今天的超大規模集成電路,往日笨拙巨大的計算機如今小到能裝進我們的口袋中。一款新型智能手表的運算能力甚至強于阿波羅登月飛行器。但如今電池的發展則是另一種態勢。
蘋果或三星的消費電子產品制造商們為了開發出續航更強的電池,投入了數百萬美元研發資金。雖然電池技術在未來幾年不會取得革命性發展,但那些依賴電池的新產品卻會層出不窮。電池發展為什么會滯后?很多研究人員表示他們已經遇到瓶頸,而使用電池供能設備的用戶則對電池的續航能力要求越來越高。
革新之路
Envia Systems公司位于美國加州,專注研發高能電池。從1995年起歷經十多年發展,在2007年才實現電池儲能翻一倍。此后,電池儲能增幅再沒能超過30%。Envia公司表示,2021年前多數電池電量不會翻倍。
但如今一臺普通的平板電腦能持續運行10小時,而在美國總統奧巴馬第一任期期間的電池續航僅能為4小時,怎么回事?
通常,科技發展的動力來自兩個方面:追求設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,這個過程中芯片會進行復雜的運算。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,它是金屬和化學材料的組合體。雖然采用化學材料使電池體積小了,但并不意味著更好。就好比喝一杯酒:你倒進去的酒少了,能喝到的自然也少了。如今,電池的發展主要依賴新材料,從鎳電池發展成如今的鋰電池,電池續航力得到顯著提升。
當代電池發展領域的大科學家John Goodenough表示:“目前的研究著重于提升鋰電池性能,但電池發展已然遇到瓶頸。”
Goodenough 在1979年宣布電池發展取得重大突破,雖然如今研究電池的人員比當時更多,可是科學家們仍沒有頭緒。需要更先進的技術才能設計出能續航一周的手機電池,
鋰電池發展
電池的發展可追溯至18世紀。當時科學家們偶然發現,通過向兩個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:便攜電源引發科技革命》一書中將擺弄這些電源設備的科學家比作“萊頓瓶 ”。英國著名詩人雪萊就是其中之一,他曾鼓勵他的姐姐、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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