
隨著智能手機(jī)的興起,續(xù)航成為用戶頭疼的問(wèn)題,從功能機(jī)時(shí)代的一周一沖,三天一沖,到如今的一天一充,甚至一天兩充。
有人認(rèn)為手機(jī)廠商是故意不把電池的續(xù)航做靠譜,故意把電池續(xù)航做差來(lái)賣移動(dòng)電源,是資本阻擾了電池技術(shù)的發(fā)展,事實(shí)果真如此嗎?我們來(lái)看一下。
一、為什么手機(jī)用鋰電池?
目前,我們用的絕大部分電池都來(lái)自于一個(gè)古老的模型——公元1800年的原電池。最近300年來(lái),人們不斷尋找正極和負(fù)極材料,提升能量密度,無(wú)論是干電池、鎳鎘電池還是流行的鋰電池,都是材料的升級(jí)。原理和300多年前的電池基本類似。
其實(shí),最早的大哥大手機(jī)用的是鎳氫電池,而非鋰電池。在1992年索尼發(fā)明了可充電的鋰離子電池之后,鋰電池才逐漸進(jìn)入我們的電腦,手機(jī),成為主流電池。
電池由正級(jí),負(fù)級(jí),電解液構(gòu)成的,電解液種類比較少,一類是傳統(tǒng)的電解液,我們就叫鋰離子電池,不加其他名字,還有一類是有機(jī)聚合物當(dāng)電解液,但是有機(jī)聚合物已經(jīng)不是液體了,我們就叫鋰聚合物電池或者鋰離子聚合物電池。這是兩大類。
兩大類下,根據(jù)電池正級(jí)材料的不同(負(fù)級(jí)材料大多是石墨),分為鈷酸鋰鋰離子(聚合物,后面就不加了,下同)電池、錳酸鋰鋰離子電池、三元材料鋰離子電池、磷酸鐵鋰鋰離子電池。
這里面,鈷酸鋰循環(huán)次數(shù)比較少,安全性比較差,但是容量比較好,相對(duì)便宜,用的最多,市面上絕大部分手機(jī)電池都是鈷酸鋰電池。
三元材料性能更好,除了峰值電流過(guò)載不行,其他指標(biāo)都不錯(cuò),但是貴,用的少。
錳酸鋰安全性不錯(cuò),過(guò)載也不錯(cuò),但是容量不行,壽命不行,用的也少。
磷酸鐵鋰壽命最好,過(guò)載大,但是容量不行,價(jià)格也貴,除了電動(dòng)車和航模基本沒(méi)有使用的。
就是說(shuō),我們目前的手機(jī)電池,已經(jīng)是是用了容量比較好的材料了,除非再出現(xiàn)1992年索尼發(fā)明鋰離子電池這種突破,否則就只能是緩慢提升。
二、是什么影響了電池容量?
其實(shí),電池能量密度問(wèn)題是一個(gè)天生的問(wèn)題,我們?nèi)粘S玫降哪芰浚瑲w根結(jié)底是電子的轉(zhuǎn)移。我們燒煤、燒油,從化學(xué)的角度看,都是氧化還原反應(yīng),其中有電子轉(zhuǎn)移。
我們用電池,也是電子的轉(zhuǎn)移,而學(xué)過(guò)初中化學(xué)的都知道化合價(jià)的概念,一個(gè)原子,電子轉(zhuǎn)移數(shù)量是有限的。只有在元素周期表的前兩行的輕原子才有可能成為好的能量載體。
而化學(xué)元素周期表前兩行元素只有10個(gè),氫氦鋰鈹硼,碳氮氧氟氖。其中氦與氖 都是惰性氣體,氧與氟都是氧化劑,在氫,碳,硼,鈹,鋰中,目前我們用來(lái)做電池的只有鋰。
本來(lái)鋰金屬是很危險(xiǎn)的,是索尼發(fā)明鋰離子電池才讓鋰可以用于充電電池。

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