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探讨当前锂电池技术的发展现状

2022-12-03   点击量:107

电池对于移动设备的重要性不言而喻,但就目前而言,它依然是一大短板。尽管移动设备的其他技术和性能不断提升,但对于电池技术升级,很多大型公司都未能在短时间内提出可行性方案。


电池是系统中的薄弱环节


虽然智能手机的能力、速度和功能发展迅速,但续航时间的增加要缓慢得多。举个例子,iPhone6的A8处理器在CPU和GPU速度上相比2007年的初代iPhone分别提升了50倍与84倍(而今年的A9相比A8在这两方面又提升了70%和90%)。但是,iPhone在续航方面的提升就没那么夸张了。初代iPhone声称可提供8小时的通话时间和6小时的互联网使用时间,而最新的iPhone6s则可提供14小时的通话时间和11小时的互联网使用时间,其提升幅度还不到1倍。


当然,有人也许会说,iPhone在带来如此大幅度性能提升的同时还能维持续航能力的提升实属不易,且两款机型的续航数字并不具备多么大的可比性,因为和2007年相比,如今的语音网络和互联网使用已经发生了重大变化。


锂电池是20多年前的技术


索尼在1991年首次实现了锂离子电池的商业化,而移动设备如今所使用的电池依然基于相同的技术。当然,锂电池技术的确得到了改良,但续航时间的提升在很大程度上并非来自电池本身,而是通过使用更节能的硬件和软件实现的。


目前依然没有一种新型电池可以替代锂离子电池,研究者也认为人们不应对此抱有过高期待。卡内基梅隆大学的JayWhitacre认为,至少在未来几年里,锂离子电池依然是主流。他还补充道:“现有的解决方案无法帮助科技公司增加自己的电池预算。”所谓电池预算,指的是科技公司在设计一款新设备时对于电池能力的要求。


Whitacre认为,人们应该清楚如何使用新型电池材料。虽然研究者都在实验各种新型材料,但还没有人真正开发出一种设计实际、可投入市场应用并大幅提升手机和笔记本电脑续航能力的电池。就目前公开的信息而言,还没有任何一种电池技术能够把智能手机变成每周一充。这是因为提升电池效率和提升处理器性能完全不是一回事。电池问题实际上是基础化学和物理问题。“看看元素周期表你就知道,可使用的材料数量并不多。”以色列技术公司StoreDot总裁DoronMyersdorf说。电池并不遵循摩尔定律,它并不是每隔两年就能把容量提升一倍。


设法缩短充电时间


在认识到这方面的问题之后,一些技术公司开始将重心转移到别的方面:大幅缩短充电时间。这是为了改变消费者心理。如果用户能够在很短的时间内给设备充满电或充入大量的电,那么他们对于设备续航能力的焦虑将可大幅减轻。


三星最近发布的几款新手机可在30分钟之内充入50%的电源,而苹果99美元的ApplePencil手写笔只要充电15秒就能使用30分钟。高通也将快速充电技术整合到了自己的移动处理器中,其最新版本号称可将充电速度提高4倍。


但是,StoreDot所带来的提升或许是最让人印象深刻的。这家技术公司号称对传统电池和充电器同时进行了重新设计,全新“有机材料”的使用可在几分钟之内就充入可让手机电池使用一天的足够电能。

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钜大特种电池工程研究院

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