 如果说现代人有什么离不开的东西，那大部分人都会选择手机。手机是现代科技的奇迹，你可以用手机看视频，玩好玩的游戏，可以随时联系世界各地的人们，现在还多了首付款的功能，乘车、买东西都可以直接刷手机了。可以说一切尽在掌中。那为什么现在的电池会这么不经用呢？ 还记得以前用的旧手机吗，只能玩贪吃蛇和打电话的那个旧手机？当初的旧手机电池比现在的智能手机小很多，但电池能用一周。经过现代科技的飞速发展，为什么我们现在的手机还撑不了一天呢？ 为了弄清电池不经用的原因，我请教了电池技术的专家Venkat Srinivasan博士。通过博士的解答，我大概了解了其中的原因。其中一个原因你非常清楚，那就是各类手机软件所需的电量也在急剧增加。这不是显而易见吗？从前的手机只有那么两个软件，自然省电，现在的手机里各种软件有几十个甚至上百个，有些虽然没有打开，但是一直在后台运行着，也是要消耗电量的。 现在的手机是前触摸屏，我们要拍照片然后显示到高分辨率的屏幕上。所以大部分原因是抽取的电量显著地变高了。原来的手机屏幕不仅小，而且分辨率低，亮度也特别低。一部原装的诺基亚3310配有100的网络频段，单核处理器和4000像素的显示屏。而2019年生产的三星Galaxy S10 plus， 配有2.4的网络频段，带动437.76万像素显示屏的八核处理器。 所以有一个关于处理器发展速度的定律，那就是摩尔定律。这个定律指的是大约每隔两年，单个微处理芯片上可集成的晶体管数量就会翻一倍。这也意味着电脑和手机的性能会成比例的提高。但电池能量密度增长的速率却不像摩尔定律那样。当然，电池也在发展，只是发展速度和现在的科技不一样。所以电池的发展速度没有手机其他部件的发展速度那么快。 某种程度上来说，它们是在发展。我们一直在现有的电池材料中，压榨越来越多的能量。但这样还是会有极限。长期以来我们做的大量工作，就是把所有芯片内部的电子器件尺寸不断缩小，使手机变得越来越好。在电池中相当于去除一些不必要的东西，以便增加更多更多的密度，加入能量密度材料，这样就能在电池系统中增加更多的能量。 事实上，在过去的20年里人们一直在这么做。而如果你这样做了20年，那就开始到了一个瓶颈，那就很难再挤出更多的东西。大致上，现在的电池都有用途。为了储存能量，现在的电池基本上把内部所有的空间都用尽了。储存更多能量的唯一方法，就是缩小这些像细胞之间的细胞膜一样的内部零件。但是这些零部件变得太薄时，就会有安全隐患。如果做得太过的话，就会有像Galaxy Note 7 一样的产品。 基本上，在现代锂离子电池中，能量通过电解质溶液在正负两级之间传递。电解质是易燃的，但在电极之间加入隔膜就没有问题。Galaxy Note 7 里的隔膜太薄了，.隔膜产生火花后电解质着火。五年前发生的那件事，清楚地说明电池已经到了极限，我们不能再去除任何东西了。 而我们已到了一个新的阶段，通过更换电池材料来提升能量密度。寻找新材料的过程比较漫长，那么未来会是什么样呢？我们现在使用的材料是钴酸锂。从90年代初就一直使用的电池技术，但研究人员早就开始下一步的工作了。实际上所有的电池都有电解质溶液。我认为下一个电池领域的大事，就是固态电池。固态电池没有液体而是采用能在电极之间来回传导锂离子的固态材料。因为无法预测技术上的突破，所以也不知道未来会发生什么。但我们认为那是电池的走向。而且如果真的运用了，手机和电脑就能得到更多的能量密度。 不过，还有一个小问题可能会出现，等更好的电池出现了之后，手机的性能可能会变得比现在更强大。,这样我们可能又会回到了原点，手机电量撑不到一天，然后到处都是充电宝。进步总是要付出代价的。 |
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