为什么电池的可充电次数有限？

普通人或许会对这个问题感到疑惑，发出这样的疑问：“为什么我的电池不能充电了？”或者投诉：“我刚刚充好，它就又用光了！”

这是热力学第二定律的结果，该定律支配着事件万物，无论何时发生的现实过程，都会浪费掉一定量的能量，而这些能量是绝无可能被回收利用的。

电池充电或放电，都会浪费一点能量，而这一点点浪费对于电池而言，是无法恢复的。

为了设想它们的工作机理，考虑一下电池的使用情景，类似于在两个杯子之间转移水。使用电池就像将水从一个杯子倒入另一个杯子中，给电池充电就是将水倒回到第一杯子里。

即使你连续好几次都没有在杯子外掉落一滴水，但是每个杯子里总会残留下你无法倒出来的一点点水。

现在想象一下，在2、3年(手机电池)或10到20年(电动汽车)中来回倾倒数百次甚至数千次。

随着时间的推移，所有的阴差阳错都会导致相当多的水流失到杯子外面。

即使只是溢出几乎不可见的水滴——比如十分之一毫升——如果发生了10000次，就会变成一升。这甚至还没有计算进蒸发之类的影响。

就像把水从一个杯子倒到另一个杯子时，水不可避免地会有损失一样，为电池充电所需的能量比实际存储的更多，并且电池可用的能量比储存在其中的更少。浪费掉的能量与储存能量的比例随着时间的推移而增长。

换句话说，你使用电池的次数越多，浪费的能量就越多，电池就会越早进入僵死状态，无法进行充电。

我和其他人正在研究如何让电池放电—充电循环得更为顺畅地以减少浪费，但热力学第二定律确保了没有人能够一劳永逸地解决这一问题。