电池生长失败的原因就在这里。 浏览:698

据国外媒体报道,苹果在2009重新设计了MacBook Pro,它采用了一种新电池,使得电池续航能力比以前的型号长了40%倍。这款笔记本电脑可以持续7个小时,足以在电影《阿拉伯的劳伦斯》中看到2次。


在过去的20年里,科技的飞跃是惊人的,计算机已经从实用的盒子变成了由金属和玻璃制成的清晰的长方形,体积小到可以放在口袋里。现在的设备要强大得多,一个新的智能手表比阿波罗的月球飞船更强大。然而,电池是另一回事。

即使消费者电子产品制造商,从苹果到三星,已经投入了数以百万计的研究资金,以使该设备具有更长的电池寿命,技术本身不会在未来几年发生巨大变化,但这并不能减缓高度依赖的电池附件数量的上升趋势。

电池技术停滞不前的原因一直是研究者们讨论的话题之一,很多人说我们已经达到了科学的极限,不管是什么原因,消费者都需要尽最大努力利用电池驱动的设备。

两种进化路线

为了了解具体情况,我们必须考虑三个问题:电池制造商的过去、现在和未来的挑战。企业发展米迦勒sinkula加利福尼亚先进电池创业Envia公司共同创始人和主任(Michael Sinkula)发现1995的电池储存的能量没有发生特别重大的变化,直到2007的电池储存的能量加倍后超过10年。此后,电池的能量也增加了超过30%。Envilla认为,大多数电池的储能不能双至2021。

然而,一台标准的笔记本电脑可以运行长达10小时。为什么一般来说,技术进步来自两个独立的驱动:不断缩小每个组件的大小和改进管理所有组件的软件。芯片可以对图片进行必要的复杂计算,也可以帮助脸谱网更新朋友的生日状态,在过去几十年里,业界一直在努力缩小处理器的尺寸,因为它们越来越小,消耗的能源越来越少,所以电池的寿命越来越长。

但是电池的本质是金属和化学物质的收集,电池的连接意味着会有电流通过。化学过程中的一个问题是较小的并不意味着更好。你可以把它想象成一瓶饮料:杯子里的啤酒越少,你喝的啤酒就越少。

在这之前,主电池的发展是由于新材料的使用。当材料由镍金属锂的消费电子产品的电池寿命大大延长。John Goodiv教授(John odenough),一个磷酸铁锂电池和现代发展的一个重要的父亲,说,目前的研究主要集中在提高锂电池的使用寿命。Ldquo;元素周期表是非常有限的,Kotoku Io说,所以;进步和提升变得越来越难。

而在1979公布的《好夏娃》做了突破,使现代电池成为可能的时期,现在科研人员对电池问题的研究更为明显,然而,新材料的测试和研究已经稀少。

智能手机可以继续使用这一个星期,一天不是mdash mdash;mdash完全是一种创新的技术,这种技术是不可用。古尔德认为延长电池寿命下的策略仍然是未知的。

锂电池之路

现代的电池被追溯到十八世纪,当科学家们发现了一个方法来处理静电:mdash;mdash;插入金属杆进瓶装满盐水,两端用箔。当你触摸瓶子外面用一只手和金属杆接触瓶的另一端,你可以体验触电的感觉。

书中的电池:如何移动电源引发的技术革命的一个最著名的发明家是诗人Percy Bihi Shelley(Percy Bysshe Shelley)。Young Shelley的实验与他姐姐的帮助,他是由他的妻子玛丽·雪莱,谁在他的小说《弗兰肯斯坦》在电气设计为主要情节。

小说中的科学怪人Anastasio Voet发表后不久,(Alessandro Volta)发明了第一个被广泛使用的电池电堆,在纸或布片的铜和锌板夹之间用生理盐水浸泡,叠层电池。

在今天的电池所没有的巨大变化。在电池内部,你可以看到由金属材料,如锂,和另一种物质(通常是碳)。两材料一样--,--,这是类似于200年前用的布;液体或胶体的塑料封装的目的是防止金属原子相互作用,允许自由移动。

当电池末端的金属线与另一端接触时,产生一个回路,电子移动,产生电流,使灯泡发光,立体声或锁车门。目前,最流行的可充电电池锂离子电池已经广泛使用了20多年。

市场快速增长

电池科技的命脉。根据法国Avicenne能量的估计,在1990个欧洲著名的研究机构,与锂离子电池进入市场的到来,全世界对电池的需求高达20亿兆瓦,相当于444亿焦限制AA锂电池,以环绕地球57次,20年,2013年底,这种需求已经翻了一番。

研究力士的市场研究公司预测,到2020年底,电池成本仅用于驱动电子设备将高达266亿美元,从2014的30%左右。大部分的需求来自智能手机和平板电脑,预计将增加45%,在接下来的6年里,交通电池成本,如汽车,将增加一倍,达到209亿美元。

考虑到这一巨大的消耗量,研究者们正在努力提高电池寿命,即使如此,也没有什么实质性的突破,而且几乎所有的研究都集中在汽车和电网的应用上。

科技巨头,如IBM,有一队科学家专门从事电池技术在圣若泽,加利福尼亚的阿尔马登研究中心。2009,IBM投资50万美元,一对夫妇的研究人员开发的电池500项目旨在创建一个块可以支持500英里的汽车电池,这意味着一个充电车将从三藩到洛杉矶旅游,而且在中途海滩休息一会。

这个项目的关键是所谓的锂空气电池(锂空气电池),电池不依赖于碳和其他金属,但锂离子、IBM和他的伙伴们认为他们可以创造一个充满空气的容器,它可以发生与锂相互作用来产生电力。如果他们是正确的,对这种空气电池的重量可以减少一半。

但是有一个问题:为了实现能源的可持续性和补给的过程中,你必须得到纯净的空气,但我们呼吸的空气,现在满是污染物和水。Ldquo;你需要一个机械装置,净化空气。Winfried Wilcke,IBM的电池项目,这意味着这头说。将增加尺寸、重量和电池的复杂性。

其他科学家,包括来自麻省理工学院和德克萨斯大学的研究人员,正在考虑使用其他材料,如硅,硫和钠,然而,许多相关的研究和开发的目的是汽车设计,可能需要数年的时间应用这项技术的消费电子产品。

一些负面的科学家描绘了一个更悲惨的前景,他们认为我们已经达到电池电量的限制。其他人,如Bill Watkins、首席执行官imergy电力系统,加利福尼亚法案,对电池的前景持乐观态度。Ldquo;永远不要低估一个集团有足够的科研经费博士的能力。沃特金斯说。
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