鋰電池為什么沒有出現(xiàn)革命性的電池技術(shù)突破？

　　智能手機在2011年出現(xiàn)了井噴式的發(fā)展，也正是從那年開始，中國的山寨手機市場開始走向死亡，毫無翻身之地。在以小米為首的以性價比著稱的手機廠商迅速掀起了一陣換機潮，抓住機會的那些手機廠商重新瓜分了中國的手機市場。

　　與山寨機相比，智能手機可謂是在系統(tǒng)、軟件、便利性等各方面碾壓了山寨手機。但是唯一讓人詬病的地方，可能就是：一天一充或一天兩充的手機電池了！

　　智能手機普遍用的是鋰電池，而鋰電池是在1991年由索尼發(fā)明出來的，鋰電池是迄今為止所有商業(yè)化使用的二次化學電池中性能最優(yōu)秀的電池，但現(xiàn)在看來，它似乎依舊不能滿足我們的使用需求！為什么鋰電池發(fā)明出來近30年了，科學界依然沒有出現(xiàn)革命性的電池技術(shù)突破呢？

　　索尼發(fā)明的鋰電池以比能量高、循環(huán)壽命長、擁有較寬的充電功率范圍、倍率放電性能好等特點迅速贏得了市場的歡心。鋰電池的商用化，使現(xiàn)在的手機、筆記本等攜帶型電子設(shè)備的重量和體積大大減小。但經(jīng)過了二十多年的發(fā)展，不管是智能手機、平板電腦，還是如今的特斯拉電動車，所有電子設(shè)備使用的鋰電池技術(shù)，與索尼公司當年開發(fā)的鋰離子電池在技術(shù)使用上并無本質(zhì)差別。

　　鋰電池中鋰離子的數(shù)量是固定的，而想要使電池使用時間變得更長，就必須增加電池數(shù)量，但這又意味著更重的設(shè)備、使用過程中更大的發(fā)熱量以及更高的過熱爆炸可能性。這也是手機在重度使用后，成為“暖手寶”的原因。如果想要更安全或者更便攜，就必須犧牲電池數(shù)量和使用時間。

　　電池的發(fā)電原理我們并不陌生，不過是將化學能轉(zhuǎn)化為電能，雖然電池的系統(tǒng)原理簡單，但是進一步的革命性突破卻很難。為什么呢？因為電化學是實驗科學，而元素周期表和晶體數(shù)據(jù)庫翻來覆去的看也就那么幾種反應(yīng)物！

　　而且，就算找到了合適的反應(yīng)物，也依舊有很多因素制約著這些反應(yīng)物商用的可能性！

　　壽命短不行！重量重不行！體積大不行！效率低不行！穩(wěn)定性差不行！發(fā)生副反應(yīng)不行！不安全可靠不行！使用太麻煩不行！釋放能量太慢不行！成本太高更不行！

　　保持能量密度就會犧牲效率，保持安全可靠就會增加成本，可充放電池的設(shè)計上存在著多種多樣的因素限制。而且即使有了方向，分析過程也無法輕易建立數(shù)學模型，最優(yōu)組合只能靠嘗試，只有經(jīng)過大量實驗，才能獲得各項參數(shù)的平衡。

　　又由于電池系統(tǒng)復(fù)雜，實驗的細節(jié)多，周期性長，重現(xiàn)性差，所以耗時巨大卻收效甚微。

　　技術(shù)從實驗室最終走近市場，要經(jīng)歷漫長的周期。即使在設(shè)計上微調(diào)電池的寬度，也會花費大量的成本，更別說貿(mào)然采用革命性技術(shù)，一旦失敗風險將難以估量！就像三星Note7的電池爆炸門事件，三星Note7還是采用的鋰電池呢，卻因為設(shè)計上的不合理，最后只能全球召回，而最終電池爆炸事件對他們公司造成了1443.19億元的經(jīng)濟損失！

　　可喜的是，一些公司似乎找到了電池發(fā)展的新方向！

　　2016年，ITRI公司發(fā)布了一款與斯坦福大學共同研發(fā)的可快充鋁電池URABat，據(jù)稱是一種更安全和更高效的鋰電池代替品。URABat電池完成一次充電僅用時1分鐘且充電循環(huán)次數(shù)可高達1萬次。

　　智能設(shè)備的下一次革命性技術(shù)更新或許就是電池技術(shù)的進步了，或許那個時候“充電”這個名詞就不會存在了，手機、筆記本、特斯拉在出廠的那一刻就被賦予了足夠用到報廢的電量。