作者:三联生活周刊
2018-08-03·阅读时长3分钟
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1859年最早发明实用蓄电池的法国物理学家伯朗台,说什么也想不到140多年后的电池存储电能可以达到每克放电近千毫安的水平。但更令他想象不到的是,如此之高能的电池技术还是不能满足现在这个时代电子设备的耗电需要。
《连线》杂志早在1997年就发出了“10年电池瓶颈”的警告预言,不过当时无线设备最多也就是使用语音通讯的手机,远非今天的Smartphone和明日的3G 那样拥有大量无线数据应用,所以当年并没有引起广泛重视。如果我们的手机、笔记本或者PDA还停留在两年前的技术水平倒也无妨了,随着运算速度和功能的提高,追求高性能计算通讯和彩色多媒体的同时,伴生的高电能消耗成为难以翻越的障碍。这无疑打破了目前电子设备高性能、使用时间与电池重量三者间的平衡。德国计算机硬件独立评论机构汤姆就在2002年秋季IDF上以《移动平台的下一代电池技术在哪》为题撰文大声疾呼。实际上,英特尔最新推出的笔记本专用迅驰处理器就是为了省电,因为英特尔意识到目前电池技术跟不上计算机移动计算中的能耗。而笔记本为了体现轻便的移动性,又不能无限制扩大电池的体积,所以节约用电成为了电子设备普遍的无奈之举。目前随着无线数据应用增多,移动性与电池耐久性的矛盾越发的突出,如何突破电池本身的技术障碍,成为应用科学家们争先恐后的热门研究课题。
最近技术界对电池能量的研究有了不少突破。不久前,麻省理工学院的YetMing Chiang和他的同事们制造出一种称作锂磷-橄榄石(lithium phosphoolivine)的物质,由于其导电性优于目前商用电池的电极材料,为创造高功率密度电池提供了材料技术保证。物理学家和化学家们在经历了长期并不成功的实验后,实际上已经找到新化学电池的技术突破,能源载体已经确定在锂与过渡金属的磷酸盐上了。这类材料用作锂离子电池的电荷储存电极时,具有低成本高能量密度的优势,唯独导电性能差。Chiang的小组的突破就在于将镁、铝、钛或钨按照一定比例融入锂铁磷酸盐(lithium iron phosphate),使其导电性能提高了一百万倍。目前,尽管锂磷-橄榄石技术还躺在实验室,但其每克的储能容量和释放功率已经提高了30%。美国《Pen Computer》杂志编辑通过电子邮件接受本刊记者采访时直言不讳地说:“电池制造业是一个竞争很激烈,任何新技术都能一夜间改变竞争格局,涉及的还不仅是电池制造商,对电脑和通讯行业影响最直接。美国国家能源部每年为此的研究拨款数量惊人,而且也有很多私人公司投资技术研究。”这是典型的商业世界驱动力技术研究,实际上锂磷-橄榄石的出现有点类似爱迪生当年实验灯丝,化学材料的合成选择成了突破点,但是整体研究还是延续着锂材料这条路在挖掘。

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