【導(dǎo)讀】現(xiàn)在的智能手機(jī)和平板電腦能效進(jìn)步速度迅猛，但是電池續(xù)航能力卻著實(shí)令人著急。續(xù)航不到一天是現(xiàn)在電池技術(shù)的一大痛點(diǎn)。本文就此問題介紹一些當(dāng)下以及未來的前沿充電技術(shù)。
固態(tài)電池
大多數(shù)人都聽說過固態(tài)硬盤，基本上可能沒聽說過固態(tài)電池吧？其實(shí)固態(tài)電池很好理解，因?yàn)楝F(xiàn)有的絕大多數(shù)電池都是液態(tài)電池，電解質(zhì)為液態(tài)。
密西根大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)成立的一家名為 Sakti3 的公司正在研究一種新的固態(tài)電池，能量密度號稱達(dá)到了每升容量 1100 瓦時(shí)，大約比現(xiàn)有的鋰離子電池好 50% 左右——很可惜，固態(tài)電池的技術(shù)早已誕生，只是因?yàn)榇笈可a(chǎn)成本/難度太高的原因被暫時(shí)擱置。還好，一直有研究人員在做出努力。
鋰硫磺電池
使用納米技術(shù)，將硫磺加入到現(xiàn)有的鋰電池電解液化學(xué)成分當(dāng)中，不僅能將其能量密度提升數(shù)倍，還可以延長使用壽命。一家名為 Sion Power 的公司過去獲得了美國政府以及世界上最大的化學(xué)工業(yè)集團(tuán)巴斯夫（BASF）的投資，該公司生產(chǎn)的鋰硫磺電池號稱可以達(dá)到每升容量 2600 瓦時(shí)的能量密度——很遺憾，鋰硫磺電池技術(shù)和大多數(shù)其他高科技電池一樣，想要以適宜市場的成本量產(chǎn)，還需要時(shí)日。
氫燃料電池
和化石燃料一樣，氫燃料電池的放電方式也是化學(xué)反應(yīng)，發(fā)生在氫燃料和氧化劑中間，而不采用燃燒的方式，直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，因而提高了效率。氫燃料電池早在 1838 年就被發(fā)明出來，知道上世紀(jì)中葉美國航天局將其用于阿波羅飛船才算是正式商用。雖然燃料電池聽上去感覺沒那么安全，但看起來蘋果未來沒準(zhǔn)會考慮將其放在自己的手機(jī)、電腦等計(jì)算設(shè)備當(dāng)中，他們 2010 年曾經(jīng)提交過一項(xiàng)燃料電池專利。
英國一家名為 UPP 的公司也已經(jīng)在銷售氫燃料充電寶，售價(jià) 149 英鎊，但是不能重復(fù)充電，用完了之后只能更換新的電池，售價(jià) 6 英鎊。
看了這么多暫時(shí)用不上的電池技術(shù)，想必大家的心情一定是這樣的：用不了的你跟我說有什么用？別著急，接下來這幾種技術(shù)都已經(jīng)比較成熟，有的你已經(jīng)在使用，有的你很快就能體驗(yàn)到。
鋰離子電池
從上世紀(jì) 70 年代第一塊鋰離子電池制成，到 20 年之后索尼將這種技術(shù)正式商用投產(chǎn)，再到現(xiàn)在日趨成熟，鋰離子電池技術(shù)已經(jīng)度過了快 50 年的時(shí)間——你沒有看錯(cuò)，從制備到大規(guī)模生產(chǎn)就跨越了 20 年的時(shí)間。50 歲的高齡，對于鋰離子電池來說可不算老。因?yàn)槠渌把氐碾姵丶夹g(shù)因?yàn)榉N種原因還無法大量生產(chǎn)和使用，鋰離子電池在未來相當(dāng)長的一段時(shí)間里仍然有用武之地。而且，從降低生產(chǎn)成本、提高能量密度的方面來看，鋰離子電池仍有非常大的改進(jìn)空間。
特斯拉的電動(dòng)車就采用的是自家的鋰離子電池，如果你拆解過或者看過別人拆解特斯拉的電池，會發(fā)現(xiàn)里面就是由一個(gè)個(gè)像五號電池一樣的電芯組成的。為了供應(yīng)自家電動(dòng)車，特斯拉在內(nèi)華達(dá)州建造了一座超級電池工廠（Gigafactory），造價(jià)高達(dá) 50 億美元。因?yàn)楦呒夹g(shù)工具投入量巨大，生產(chǎn)規(guī)模龐大，這座超級工廠的生產(chǎn)成本比普通的鋰離子電池制造廠要低 30% 左右——很明顯，其他電池廠商的改進(jìn)空間還是很大的。
快充技術(shù)
其實(shí)電池技術(shù)的進(jìn)步有很多個(gè)可努力的方向，比如單位能量密度提高、生產(chǎn)成本下降、放電效率提高、充電速度加快……沒錯(cuò)，如果別的都很難搞定，至少我們可以讓充電速度快一點(diǎn)。簡單來說，同樣電流電壓高一倍，或者同樣電壓電流高一倍，充滿一塊手機(jī)電池的時(shí)間就會減少一些；當(dāng)然，快充技術(shù)并沒這么簡單，它需要手機(jī)的芯片、主板以及電池等多個(gè)元件的配合，但如果你看一下你手頭支持快充技術(shù)的充電器，會發(fā)現(xiàn)上面的標(biāo)定電壓電流基本就是上面提到的樣子，一般會有兩到三種不同的電壓電流組合，從而實(shí)現(xiàn)在電池低電量時(shí)高壓/高電流快充，快到滿的時(shí)候減慢充電速率。
現(xiàn)在，高通、三星等知名移動(dòng)技術(shù)廠商都有自家的快充技術(shù)，而由于這兩家的移動(dòng)芯片的市場份額，快充技術(shù)基本已經(jīng)成為市場銷售手機(jī)的標(biāo)配。2015 年打算買手機(jī)？一定要看下手機(jī)是否支持快充，對生活質(zhì)量有很大改善哦。
無線充電/遠(yuǎn)距離/定向無線充電
跟快充技術(shù)相比，無線充電技術(shù)更常見了。通過一個(gè)線圈接收一定功率的電波，將其轉(zhuǎn)化為電流輸入電池，各大智能手機(jī)廠商的旗艦手機(jī)大多已經(jīng)支持或者可以通過更換配件來支持無線充電。然而，和無線充電相比還有更激進(jìn)的做法，微軟亞洲研究院的一個(gè)團(tuán)隊(duì)研究的方向就是超遠(yuǎn)距離的無線充電。場景：當(dāng)用戶攜帶手機(jī)進(jìn)入充電范圍內(nèi)，識別器將會識別該設(shè)備，然后發(fā)射一道聚焦的可見光波，讓支持無線充電的手機(jī)接收到并開始充電。為了保證安全，手機(jī)和充電設(shè)備之間通過發(fā)出不同顏色光的 LED 進(jìn)行溝通，并且在有障礙物擋住的時(shí)候（比如有人穿過光波）就會立刻停止發(fā)光。
除了這種聽上去更高科技的定向無線充電之外，更簡單的方法就是更輕薄同時(shí)功率更高的無線充電板，未來將可以直接作為建筑裝修材料安裝在墻上、地面或者天花板上，當(dāng)設(shè)備進(jìn)入充電范圍內(nèi)將可以自動(dòng)開始充電。
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