這些前沿電池技術為拯救手機續(xù)航而生

　　在過去的幾天里，我們討論了一些有關于電池技術的問題，比如為什么智能手機和平板電腦的計算效能進步的如此之快，而電池技術卻仿佛止步不前；以及手機續(xù)航差竟然是軟件開發(fā)者的問題，因為他們的應用中含有大量無用的代碼浪費了手機的能源和通訊資源。

　　我們明白了電池工業(yè)并非日新月異，但人們?nèi)詫ξ磥響延秀裤剑褐辽伲傆幸惶煳业氖謾C電池續(xù)航能超過一天吧??？

　　接下來我們將介紹一些當下以及未來的前沿電池/充電技術，當中也不乏有早就誕生、性能先進，但因為成本和安全性的考量未能大批量生產(chǎn)并進入千家萬戶的技術。因為，沒準未來的某一天，手機待機超過 2 天，讓您的特斯拉可以在京滬之間跑一個來回也說不定。

　　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？其實固態(tài)電池很好理解，因為現(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)。

　　密西根大學研究團隊成立的一家名為 Sakti3 的公司正在研究一種新的固態(tài)電池，能量密度號稱達到了每升容量 1100 瓦時，大約比現(xiàn)有的鋰離子電池好 50% 左右——很可惜，固態(tài)電池的技術早已誕生，只是因為大批量生產(chǎn)成本/難度太高的原因被暫時擱置。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，將硫磺加入到現(xiàn)有的鋰電池電解液化學成分當中，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工業(yè)集團巴斯夫（BASF）的投資，該公司生產(chǎn)的鋰硫磺電池號稱可以達到每升容量 2600 瓦時的能量密度——很遺憾，鋰硫磺電池技術和大多數(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反應，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會考慮將其放在自己的手機、電腦等計算設備當中，他們 2010 年曾經(jīng)提交過一項燃料電池專利。

　　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 149 英鎊，但是不能重復充電，用完了之后只能更換新的電池，售價 6 英鎊。

　　看了這么多暫時用不上的電池技術，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到。

　　鋰離子電池

　　從上世紀 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正式商用投產(chǎn)，再到現(xiàn)在日趨成熟，鋰離子電池技術已經(jīng)度過了快 50 年的時間——你沒有看錯，從制備到大規(guī)模生產(chǎn)就跨越了 20 年的時間。50 歲的高齡，對于鋰離子電池來說可不算老。因為其他前沿的電池技術因為種種原因還無法大量生產(chǎn)和使用，鋰離子電池在未來相當長的一段時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空間。

　　特斯拉的電動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)里面就是由一個個像五號電池一樣的電芯組成的。為了供應自家電動車，特斯拉在內(nèi)華達州建造了一座超級電池工廠（Gigafactory），造價高達 50 億美元。因為高技術工具投入量巨大，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空間還是很大的。

　　快充技術

　　其實電池技術的進步有很多個可努力的方向，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，如果別的都很難搞定，至少我們可以讓充電速度快一點。簡單來說，同樣電流電壓高一倍，或者同樣電壓電流高一倍，充滿一塊手機電池的時間就會減少一些；當然，快充技術并沒這么簡單，它需要手機的芯片、主板以及電池等多個元件的配合，但如果你看一下你手頭支持快充技術的充電器，會發(fā)現(xiàn)上面的標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，從而實現(xiàn)在電池低電量時高壓/高電流快充，快到滿的時候減慢充電速率。

　　現(xiàn)在，高通、三星等知名移動技術廠商都有自家的快充技術，而由于這兩家的移動芯片的市場份額，快充技術基本已經(jīng)成為市場銷售手機的標配。2015 年打算買手機？一定要看下手機是否支持快充，對生活質(zhì)量有很大改善哦。

　　無線充電/遠距離/定向無線充電

　　跟快充技術相比，無線充電技術更常見了。通過一個線圈接收一定功率的電波，將其轉(zhuǎn)化為電流輸入電池，各大智能手機廠商的旗艦手機大多已經(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的做法，微軟亞洲研究院的一個團隊研究的方向就是超遠距離的無線充電。場景：當用戶攜帶手機進入充電范圍內(nèi)，識別器將會識別該設備，然后發(fā)射一道聚焦的可見光波，讓支持無線充電的手機接收到并開始充電。為了保證安全，手機和充電設備之間通過發(fā)出不同顏色光的 LED 進行溝通，并且在有障礙物擋住的時候（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，當設備進入充電范圍內(nèi)將可以自動開始充電。