终极电池在哪里？锂空气和燃料电池值得期待-北极星储能网

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自从20世纪中期计算机芯片发明以来，技术就一直在飞速进步，我们可以用一个故事来讲述：摩尔定律。每2年芯片中的晶体管数量就会翻倍，其它技术也在进步，最终使得处理器的性能每隔18个月翻一倍。从摩尔定律被定义的那天起，到现在已经40多年了，它一直没有被打破。一代人在电子领域创造了惊人的进步，摩尔定律很好地诠释了这些进步;在摩尔定律的推动下，智能手机已经进入到亿万人的口袋，它比几十年前最好的电脑还要强大几千倍。

再看看设备中使用的电池，它的发展完全和摩尔定律不匹配。1991年索尼率先将锂电池商用，到今天这门技术并没有明显的改变。汽车使用的技术更为古老，内燃发动机的基本设计、车用铅酸电池几十年都很少改变。

纵观设计的历史，大多时候企业们根本没有改变的欲望，行业一直运行得很好，我们很少去考虑电池。回看2000年时，手机充一次电可以用好几天。然而在过去的10年里，我们已经进入了智能手机时代，电池的不足开始变得严重起来。与9年前乔布斯发布的iPhone相比，苹果最新的手机强大16倍，但它的续航时间仍然不到一天。

新老手机之所以性能差距如此之大，主要归功于工程进步，它是通过提高处理器效能实现的，而不是因为电池更好。至于毫安时(在一定的放电时间下完全放电产生的电流)，iPhone 6s只比2007年第一代iPhone提高了22%。

锂电池挑战

设计锂电池很简单。当电池充电时，电子流通过电路传送到负极，吸引电解质溶液中的锂离子(一种可带电粒子)。当我们使用电池时，离子会通过溶液转移到负电极，它会释放电流给设备充电。

这是相当基本的化学过程，结果就是很难改进。只有几种元素可以使用，而事实证明锂是最适合的。要改进电池，办法就是改变电极和电解质的化学成份，但改进是逐步进行的，而且随着时间的推移改进会越来越难。尽管富有的科技公司不断向电池投入资本，每年电池的性能仍然只能提升5%。事实上，许多电池制造商发现要提升电池效能，最好的办法就是增加体积，让它有更大的空间容纳更多的离子。

对于许多人来说，这样的办法显然不够好。智能手机最开始只是日常生活的重要部分，现在成了我们的基本需求。我们用它来支付钱款，用它来通信，用它来导航。如果手机不能用，我们会很心烦。这还不算什么，当电动汽车、抢救生命的健康设备没有电时后果更严重。照预测，太阳能将是未来的主要能源，如果没有太阳，就需要电池拥有很大的存储容量才行。

原标题：终极电池在哪里？锂空气和燃料电池值得期待

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