
隨著智能手機的興起,續(xù)航成為用戶頭疼的問題,從功能機時代的一周一沖,三天一沖,到如今的一天一充,甚至一天兩充。
有人認為手機廠商是故意不把電池的續(xù)航做靠譜,故意把電池續(xù)航做差來賣移動電源,是資本阻擾了電池技術的發(fā)展,事實果真如此嗎?我們來看一下。
一、為什么手機用鋰電池?
目前,我們用的絕大部分電池都來自于一個古老的模型——公元1800年的原電池。最近300年來,人們不斷尋找正極和負極材料,提升能量密度,無論是干電池、鎳鎘電池還是流行的鋰電池,都是材料的升級。原理和300多年前的電池基本類似。
其實,最早的大哥大手機用的是鎳氫電池,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,鋰電池才逐漸進入我們的電腦,手機,成為主流電池。
電池由正級,負級,電解液構成的,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,還有一類是有機聚合物當電解液,但是有機聚合物已經(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)電池正級材料的不同(負級材料大多是石墨),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,相對便宜,用的最多,市面上絕大部分手機電池都是鈷酸鋰電池。
三元材料性能更好,除了峰值電流過載不行,其他指標都不錯,但是貴,用的少。
錳酸鋰安全性不錯,過載也不錯,但是容量不行,壽命不行,用的也少。
磷酸鐵鋰壽命最好,過載大,但是容量不行,價格也貴,除了電動車和航模基本沒有使用的。
就是說,我們目前的手機電池,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,電池能量密度問題是一個天生的問題,我們?nèi)粘S玫降哪芰浚瑲w根結底是電子的轉移。我們燒煤、燒油,從化學的角度看,都是氧化還原反應,其中有電子轉移。
我們用電池,也是電子的轉移,而學過初中化學的都知道化合價的概念,一個原子,電子轉移數(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。
而化學元素周期表前兩行元素只有10個,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,目前我們用來做電池的只有鋰。
本來鋰金屬是很危險的,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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