得益于科技爆发式的进步让各种电子设备普及于寻常百姓的日常生活中,但是回首过去十年科技的发展历程,无论科技的创新有多大的增长,移动式的电子设备在日常使用过程当中仍然需要依赖电池才能够正常运行。
与过去相比,虽然电池的技术也在逐步的发展,但是远远没有其它电子设备进步那么大,这些电子设备为了跟上电池缓慢发展的节奏,硬件研发都放在了低能耗和高性能上面,在满足低能耗的同时,才尽可能的提高性能,要不然像手机这样的小型移动电子设备,如果不考虑电池的能量,高性能的硬件很可能在短时间内就将电量消耗殆尽。
笔者认为现在电池行业的现状似乎有点在限制科技往前发展了,那么问题来了,为什么现在的电池技术发展会如此艰难呢?
电池的发展历程
在20世纪90年代初,占据移动设备的电池是镍镉电池,不知道大家有没有用过当初的“大哥大”电话,像砖头一样大的手机,其电池就占据了手机一半的空间,当时的镍镉电池是采用标准的圆柱形,也就是说手机想要生产什么样的造型,就必须给圆柱形的镍镉电池预留空间。随着科技的进步,手机越做越小,镍铬电池同样也在进步,它抛弃了传统的圆柱形造型,采用定制的方式改成了电池包的造型。
随着手机的性能进一步提升,传统的镍镉电池被锂离子电池所代替了,因为锂离子电池的能量密度相当于标准镍镉电池当量的两倍以上,这一次电池的进步,不是挤牙膏式的改变,而是一种爆发式的进步,虽然锂离子电池存在一些缺点,比如电池比较脆弱、需要保护电路等,但是因为锂离子电池的效率非常高,甚至被当时的人们称作是最理想的电池。
在摩尔定律的不断推进下,集成电路上的元器件数量越来越多,体积也越来越小,性能同样也是呈爆炸式的提升,但是摩尔定律用在锂离子电池本身似乎已经失效了,因为锂离子电池在这些年的发展历程中,除了挤牙膏式的增长,还是在用锂电池作为能量的提供来源,也没有出现一个全新的替代品。
研发中的新电池技术
现在很多新电池技术还在处于一种研究中,这些新电池技术除了适用于电子设备还包括新能源汽车等领域,通过相关咨询中得知,现在关于新电池技术有只会排放水的氢燃料电池、固态电池、燃料电池、超级电容器、铝空气电池、镁电池等新电池技术。
那么问题来了,有这么多选择,哪一个才是未来替代锂离子电池的最佳选择呢?
笔者认为,在还没有研发出来之前,谁也不敢肯定的说这一个新电池技术就是替代锂离子电池的最佳选择,但是科研需要有人做,也不可能说把鸡蛋放在一个篮子里,既然很多个篮子里面都放有鸡蛋,那么就需要多位投资者投入巨额的资金才能支持篮子里面的“鸡蛋”研发。
即使研发成功,商用道路也会一路坎坷
任何新技术从实验室阶段发展到全面商用会有一段很长的路要走,就比如现在风头正热的固态电池,有人认为固态电池将是替代新能源汽车使用的三元聚合物锂电池的最佳首选。即便实验室阶段的固态电池技术已经研究成功,当你使用在汽车上时可能还会出现很多问题,
实验室阶段一般采用小型的化学过程,当你生产更大型号的电池时,实验室阶段的小型电池的化学过程如果放大到大型电池,它化学过程可能无法准确的与小型电池一致,还有一个更重要的问题就是电池的安全性,虽然固态电池的安全性要比传统的锂电池要安全,但是当还没有生产出大型的固态电池时,这里面可能存在很多不确定因素。
除了新能源汽车,还有更加难攻克的小型电池新技术,就比如手机电池,在手机追求高性能的今天,急需一款新电池技术用于替代手机的锂电池,因为就目前的电子硬件现状,在追求性能的同时还要兼顾低功耗,所以现在的移动电子硬件已经再向电池妥协了,如果新电池技术研发成功,下一个科技爆发式的进步可能就会发生在移动式的电子设备上面。
总结:研发需要资金的投入,在没有看到更多投资者参与电池项目研发时,作为一位普通的消费者,我们能看到的新电池技术仅此而已。我们做一个假设,假设新的电池技术有了质的突破,假如设备不再考虑电池的能耗,新能源汽车可能将完全取代燃油汽车,而那些需要电池供电的移动电子设备在设计最初时只需考虑将性能提升至极致,因为无需再担心能耗的问题了。