锂电池技术难以突破，到底为何？
来源：宝鄂实业
2019-03-14 10:14
点击量：次
9月13日凌晨，苹果一口气推出了三款iPhone手机。包括iPhone XS、iPhone XS MAX和iPhone XR在内的三款新机型。与以往的几代手机相比，这些最新的智能设备的性能，处理器和图形芯片的性能又有了新的突破。然而，苹果和其他手机厂商也在发布会上提到的一个组成部分已经多年没有改变，即锂电池。无论是智能手机，平板电脑，或是这些年非常热的特斯拉电动汽车，用于各种电子设备的锂电池技术仍然是由索尼在1991发布了第一个商用锂离子电池并没有根本上的不同。
在过去的几十年里，人们也有了一定的创新，世界各地的研究者们从未放弃对开发新的电池技术。2017，取得了一系列突破性进展。从充电效率、电池容量、散热，传统锂电池也表现的更好。许多新的电池技术似乎已经出现商业曙光。
但直到现在，电池的寿命仍然是很难满足的，电池技术仍然是在所有的电子设备发展的最大瓶颈，从产业的角度来看，电池技术仍然是一个革命性的突破，一个很长的路。.
为什么电池技术难以取得革命性突破？作为主力的锂离子电池有什么问题？
锂的原子数为3，这意味着它有三个质子和碱金属中最轻的元素，这使得移动电池正电极的制备最适合的材料。当然，除了锂电池，锂电池，包括其他金属和非金属如磷酸铁、锰、石墨材料和钛酸盐。与早期的镍电池相比，锂电池更小、更轻，并且具有更高的能量密度。他们在不到15年的时间里取代了镍电池，成为了主流的电子设备电池技术。
但也有很多问题，最重要的是“发烧”问题。在锂电池的充放电过程中，在高密度空间内产生大量的热量。
对于智能手机等小型电子设备来说，由于容量的限制，发热的问题也不算太大。手机内部的热传导设计基本上可以解决散热问题，但对于特斯拉电动汽车，底盘有着数以千计。有锂电池的大家伙必须采取适当的冷却措施。
这就是为什么几乎所有的电动或混合动力汽车的锂电池有巨大的液体冷却设备，但即使如此，一些电动车电池爆炸还是时有发生。锂电池中的锂离子的量是固定的，如果要达到一个更长的电池寿命，你必须增加电池的数量，但这意味着更重的设备，更大的产生的热量，和较高的过热的可能性。如果你想更安全或更便携，你必须牺牲电池数量和使用时间。
那么有人就有疑惑：科技这么发达，为什么就不能造出更高容量的电池，那么就不用每天去给手机充电了？
其实这可能是一种错觉，电池技术并非是停滞不前，而是在时刻更新着，从几年前的诺基亚到今天的安卓手机，硬件的提升，屏幕的变大，所消耗的电量也是成倍增加的。以前的诺基亚可以待机两天，今天的手机同样可以做到。考虑到耗电的增加，还能维持同样的使用时间，电池技术肯定是在不断提升的，只不过在这种技术上确实没有大的跨越。
2008年发售的诺基亚N85电池是1200mAh
2018年发售的苹果iPhone XS/Max是3174mAh
可以看到，今年的新款手机对比十年前的手机，电池容量只增长了1倍多而已。
与电池技术形成反差的是，十年来其他数码电子设备的运行内存和cpu则今夕不同往日了，毕竟半导体技术进步是非常快的。
以处理器（cpu）行业为例，英特尔公司的电脑处理器经常被网友戏称“挤牙膏”，因为其处理器每次更新换代对仅对性能进行小幅度的提升，小编倒是为英特尔鸣不平，因为对比各种智能设备的电池来说，英特尔真的算是厚道了。
尽管英特尔处理器性能每代提升不算大，但是多年来能效、工艺还是有长足进步的，如果说英特尔一直在吃老本，那可真是冤枉这家处理器厂商了。如今的四核奔腾处理器TDP功耗低至10W（以Pentium Sliver J5005），但是经过性能评测后，发现已经超过了10年前的Quad Q6600处理器了，后者TDP功耗105W，也就是仅用了10%的能耗性能就打平了。
类似的还有内存产品，还记得当年256MB都可以很流畅运行Windows xp吗，如今连手机的运行内存都是4GB起步了，而且当时的内存频率和能效也是远远比不上今天的。
锂电池技术性能的瓶颈，不仅影响了手机，笔记本电脑的续航能力，在电动汽车行业可能是更为明显。
以上是续航排名靠前的几款电动车续航对比，可以看到，即使像特斯拉这样的行业大佬，续航里程也不过几百公里，电池技术的制约是毋庸置疑的。其实电动汽车未达到完全普及的程度，电池可以说是很大的一个原因，制造成本下不来，容量也上不去，这导致买车，充电都是一件头疼的事。
为什么电池技术提升这么难呢？
是研发者和厂家没有改善的动力吗？这个应该不太可能，如今这个行业竞争激烈，行业大鳄们都渴求更高性能的电池，如果谁有能力突破此项技术，利润回报无疑是巨大的。之所以提升很难，可能受制于材料的限制，毕竟锂电池的制造，受到能量密度和锂元素本身的限制，所以始终无法大的跨越。
