鉅大LARGE | 點擊量:657次 | 2021年03月17日
如何提升傳統(tǒng)電池性能?新型電池的未來發(fā)展空間大嗎?
隨著信息通信技術(shù)和各種終端硬件技術(shù)的快速發(fā)展,如,CPU的速度可謂是一日千里,相較而言,電池技術(shù)的發(fā)展就有點相形見絀。到今天,關(guān)于智能手機而言,電池毫無疑問成為其最重要的短板,極大地限制了其發(fā)展空間。
今天的電池的基礎(chǔ)原理還是跟幾十年前的伏打電池相同,通過氧化還原反應(yīng)發(fā)生用途。只要你高中化學(xué)課沒有翹掉電化學(xué)這一課,你基本能李杰80%以上的電池原理高中化學(xué)書上講述的ZnCu原電池用的是氫離子,原理和現(xiàn)在鋰離子電池相同,只是把正負(fù)極材料、電解液換換,氫離子再換成鋰離子罷了。
但是,跟世上大部分事情相同,越是簡單的事情越難取得突破,與CPU、無線通信技術(shù)等單向單變量系統(tǒng)不相同,電池系統(tǒng)是一個復(fù)雜的多變量系統(tǒng),其突破性發(fā)展受制的因素太多了。怎么來理解呢?
簡單來說,電池容量的大小是由什么因素來決定的?電池容量x電池電壓=電池能量密度x電池體積。電池體積又受到這幾個方面的影響,一個是整機的大小,一個是機身的厚度,還有一個就是一些細(xì)節(jié)設(shè)計,這些因素都對電池體積帶來了限制,因此,決定電池容量大小的因素就是電池能量密度+電池體積。
理論上,我們要提升電池的性能,有兩個方法,一個是新增電池的能量密度,另一個是新增電池的體積。但是,這只是理論層面,現(xiàn)實生活中,智能手機的體積越來越小,留給電池的空間相應(yīng)的也受到限制。
新增電池體積這條路走不通,那是不是可以走另外一條路新增電池的能量密度呢?理論上可以,但現(xiàn)實是,一旦電池能量密度提升到一定的閥值,電池本身將成為一個爆炸物,其安全性成為一個非常嚴(yán)重的問題。如,各種大容量的充電寶都不允許在飛機和地鐵等密閉空間里進(jìn)行充電,以防止安全事故,而這是有實實在在的前車之鑒的。
受限于這些種種因素限制,電動汽車和智能手機的發(fā)展都受到了制約,如,電動汽車充電時間長、續(xù)航里程短等短板極大影響了消費者對電動汽車對信心,以致于在汽車廠商和政府大力推廣了很多年以后,電動汽車的市場份額還是不如人意。而同樣,受限于落后的電池,智能手機的發(fā)展空間也比想象中狹窄很多,太短的續(xù)航時間也讓用戶在日常使用過程中遇到很多麻煩。
一旦上述碳納米超級電容器電池能夠成功問世并規(guī)模商用,以上問題都將迎刃而解,將給傳統(tǒng)電動汽車行業(yè)、智能手機行業(yè)以及社會相關(guān)行業(yè)帶來顛覆性改變。
最后,提一個個人關(guān)于電池發(fā)展的設(shè)想,其實假如電池技術(shù)受限于各種因素?zé)o法取得突破的話,其實還有一條路可以走無線供電技術(shù),假如有一天,電源能夠像今天的wifi相同給我們的設(shè)備進(jìn)行供電(我稱之為電源云化),那么電池本身的容量和能量密度都不再那么重要了,就像云計算盛行后,本地的小型服務(wù)器就不再重要了。
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