我們要等多少年才能等來下一次電池技術(shù)突破

　　仿佛不可能的夢

　　即使是公認(rèn)已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)頂點(diǎn)的智能手機(jī)，我們每年都還可以看到大量技術(shù)和設(shè)計(jì)上的變化，比如今年最成話題的OLED屏幕、大屏占比設(shè)計(jì)等等。當(dāng)然了，無論這些東西怎么變，有一些不變我們好像都已經(jīng)習(xí)慣了，那就是電池技術(shù)。性能不斷增強(qiáng)，分辨率不斷提高，拍照越來越好看，但是續(xù)航那是肯定沒有太大突破的。

　　我們當(dāng)然有辦法提高手機(jī)的續(xù)航時(shí)間，只要把電池做得更大就行了，但這只是最粗暴的辦法，手機(jī)畢竟就那么大。幾乎所有的技術(shù)研究都可以靠砸錢和時(shí)間來解決，電池技術(shù)那么重要，就不值得大廠們投入嗎？

　　解決方法聽起來簡單，但其實(shí)并非如此。投入大量金錢，雇用最好的科學(xué)家，擁有足夠的耐心，這都不是解決問題的關(guān)鍵。問題在于，打造一個(gè)能量密度更高的電池，涉及到的將是一個(gè)全新的科學(xué)領(lǐng)域。

　　對此倫敦帝國理工戴森工程學(xué)院的教授比利·吳解釋道，摩爾定律簡單來說，就是每隔幾年晶體管都會變得更小，讓芯片能夠容納更多，從而提高處理能力。電池領(lǐng)域卻不是這樣。“在微處理器領(lǐng)域，一切都只為了把東西做得更小。但到了鋰離子電池這邊，如果你想提高能量密度，換句話說就是增加手機(jī)的續(xù)航時(shí)間，那你就必須要從根本上改變電池里的材料。”

　　這當(dāng)然不會是“那就換材料唄”那么簡單，因?yàn)閮?nèi)部材料組成的平衡哪怕有一點(diǎn)不對都可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的問題。現(xiàn)在那么多的事故，都在提醒我們一旦出事會有多么嚴(yán)重。吳教授表示現(xiàn)有的鎳、鈷、錳組合在未來的幾年內(nèi)可能會發(fā)生變化。因?yàn)殒嚫钴S，它的比例會得到提高，從而增加電量。

　　當(dāng)然了，只是這點(diǎn)變化仍需要幾年的測試保證一切穩(wěn)定和安全。據(jù)說如果成功，續(xù)航能有10%至20%的提升。然而人們等了那么多年，等來的提升和時(shí)間似乎并不相符。電池技術(shù)的真正突破，仿佛是人們在追逐一個(gè)不可能的夢。

　　困難重重

　　用科學(xué)家的說法，電池技術(shù)可以說是一種“混沌的藝術(shù)”。它之所以發(fā)展得那么慢，很大程度上是因?yàn)閹缀趺恳稽c(diǎn)微小的進(jìn)步或改變，都需要經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)和測試，以保證安全和穩(wěn)定。即使是發(fā)現(xiàn)了對于提升能量密度很有幫助的材料，你都不能保證它真的能用。

　　舉個(gè)例子，近來人們發(fā)現(xiàn)比起現(xiàn)在電池里的石墨，硅膠似乎是一種更好的材料。它的能量密度是石墨的十倍，意味著如果現(xiàn)在我們的手機(jī)能撐一天，硅膠電池就能讓手機(jī)頂十天。問題就在于，這樣的電池就變成了一個(gè)很危險(xiǎn)的爆炸物。

　　為什么會這樣呢？當(dāng)電池充放電的時(shí)候，石墨會膨脹和收縮大概10%的幅度。我們能對付10%，但硅膠在這上面能達(dá)到300%。不用多想都知道，這種電池該有多么危險(xiǎn)。

　　也正是因?yàn)檫@樣，電池技術(shù)研究的投入可以說是一個(gè)看不到底的黑洞，因此世界上盡管有著許多科學(xué)家、企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)在堅(jiān)持不懈地攻關(guān)，但看不到前景使得這些努力始終都是各自為戰(zhàn)，形成不了一個(gè)業(yè)界范圍內(nèi)的合作。

　　更重要的是，三星GalaxyNote7這一系列的事件震驚了整個(gè)業(yè)界，這也讓人們在研究時(shí)變得更加小心翼翼，更重視每一步的測試。業(yè)內(nèi)人士透露說此前許多廠商都開始抱有僥幸心理，想要強(qiáng)行推進(jìn)電池能量密度的增長。電池事件是一個(gè)警醒，迫使所有人的節(jié)奏都慢了下來——當(dāng)然了，注意安全肯定是一件好事。

　　我們能看到進(jìn)步嗎？

　　那么問題來了：既然突破的進(jìn)度已經(jīng)如此緩慢，我們到底什么時(shí)候才能看到進(jìn)步的到來？有趣的是，答案是很久以后，但好像也不是那么久。

　　“要開發(fā)一種新的化學(xué)過程大概需要10年的時(shí)間，1億英鎊的投入，所以它在經(jīng)濟(jì)規(guī)模上和微處理器領(lǐng)域比不了。”吳教授說。

　　而且，10年時(shí)間不過是第一階段。接下來還要再花10年，不斷地測試和改進(jìn)，讓新技術(shù)足夠安全和穩(wěn)定，否則就不能把它應(yīng)用在商業(yè)化上。最簡單的例子，鋰離子電池的相關(guān)研究成果于1980年首次發(fā)表在牛津大學(xué)。一直到上世紀(jì)九十年代之后，索尼才首次將這個(gè)技術(shù)商業(yè)化。

　　“我們已經(jīng)有了另一種化學(xué)方案，但它要到來還需要一點(diǎn)時(shí)間。人們一直在談?wù)摿蚧腔蚬枘z作為電池的新材料。另外現(xiàn)在有一種被稱為鋰空氣電池的可能會是最終的解決方案。然而在它盡善盡美之前需要一個(gè)甚至兩個(gè)10年以上的時(shí)間。”吳教授說。

　　10年甚至20年的時(shí)間對每一個(gè)人來說都久得可怕，但是在聽到了之前那些令人絕望的狀況之后，好像也就沒那么長。更重要的是，廠商們另辟蹊徑，零零碎碎的進(jìn)步和優(yōu)化肯定還會是有的。

　　盡管電池技術(shù)短時(shí)間內(nèi)沒法突破，但畢竟其他的技術(shù)不能不進(jìn)步。隨著手機(jī)性能繼續(xù)增強(qiáng)，分辨率甚至還要上到4K級別，這些都對能耗優(yōu)化提出了苛刻的要求。對此，10納米工藝甚至7納米工藝都已經(jīng)上了日程。OLED屏幕可以有效減少能耗。各種軟件層面上的優(yōu)化也都成為了必修課。