3C续航弱! 研发节能技术成趋势
(图/取自网路)
苹果或三星的消费电子产品制造商们为了开发出续航更强的电池,投入了数百万美元研发资金。虽然电池技术在未来几年不会取得革命性发展,但那些依赖电池的新产品却会层出不穷。电池发展为什么会滞后?很多研究人员表示他们已经遇到瓶颈,而使用电池供能设备的使用者则对电池的续航能力要求越来越高。
革新之路
Envia Systems 公司位于美国加州,专注研发高能电池。从 1995 年起歷经十多年发展,在 2007 年才实现电池储能翻一倍。此后,电池储能增幅再没能超过 30%。Envia 公司表示,2021 年前多数电池电量不会翻倍。
但如今一台普通的平板电脑能持续运行 10 小时,而在美国总统奥巴马第一任期期间的电池续航仅能为 4 小时,怎么回事?
电池是金属和化学材料的组合体。虽然採用化学材料使电池体积小了,但并不意味着更好。就好比喝一杯酒:你倒进去的酒少了,能喝到的自然也少了。如今,电池的发展主要依赖新材料,从镍电池发展成如今的锂电池,电池续航力得到显着提升。
当代电池发展领域的大科学家 John Goodenough 表示:「目前的研究着重于提升锂电池性能,但电池发展已然遇到瓶颈。」
市场
据法国知名研究机构 Avicenne Energy 估计,在 1990 年,随着锂离子电池的兴起,世界电池需求量接近 20 万千瓦 / 小时,相当于 444 亿节 Energizer Ultimate 5 号锂电池,连起来足够绕地球 57 圈。2013 年,电池需求量翻了一倍。
到 2020 年,仅设备供电的电池开销费用将达 266 亿美元,同比今年上涨近 30%。其中多数需求来自于手机和平板电脑,未来六年对电池的需求量涨幅将超过 45%。交通工具的电池开销,比如电动车,将会增至 209 亿美元。
几乎所有大型研发机构都转向研究电动车和电网领域了。 比如科技巨头IBM,在美国加州圣约瑟市拥有一支科学家团队研发电池技术。2009 年, IBM 斥资 50 万美元打造「电池 500」项目:研发一款电池,能驱动电动车 500 英里之远。能一次性从三藩市开到洛杉矶,还会有电量剩余。
该项目中的电池并非利用了锂离子电池中常见的碳棒和其它金属,他们称之为锂—空气电池,原理是在容器内注满空气,与金属锂相互作用产生电能。如果项目测试成功,该款新电池的重量要比普通电池轻一半。
但锂—空气电池有个限制条件:持续供能和重复充电要求注入没有杂质的纯净空气。而我们唿吸的空气往往有污染物和水分。IBM 电池研究员 Winfried Wilcke 称:「我们需要机器来净化空气,由此会增加电池的体积、重量及复杂度。」
面对现实
令人欣慰的是,这些电池公司并未踌躇不前,而是一边等待新电池技术的来临,一边在努力拓展电池寿命。
苹果公司的许多进步得益于软体。如 2013 年年底发佈的 OS X Mavericks 桌面作业系统:多屏显示,输出的资讯可以在多个萤幕间显示,各个萤幕间不会干扰,可以独立操作。
苹果还有一款「timers」软体, 在电脑低能耗模式下,唤醒电脑晶片,以完成指定任务,与 Mavericks 作业系统结合使用,减少了处理器 72% 的活动,让电脑运行更高效。
今年发佈的 OS X Yosemite 加入了更多节能功能。用户在 MacBook Air 上能拥有额外两小时的电池续航,足以看一部 1080p 高清电影。
三星设计了「超级省电模式」功能,让 Galaxy S5 手机的电池续航上限达 12.5 天。该模式下,手机萤幕转为灰黑介面,并限制 app、通话、短信以及上网功能。
三星目前尝试着设计更安全、续航更强劲的电池。研究用固体材料取代封胶和液体隔层,减少炸裂风险,并计画在 2015 年发佈该系列电池。同样地,苹果也在努力研发高能电池。2009 年, MacBook的电池取得突破性进展,原先的机身下的方形电池块被像拼图图块式的电池所取代,分佈在机身空间内。苹果的这款电池设计也打破了老规矩,让用户能自行取出电池,也腾出了电池筒和保护壳的空间。
【101创业大小事/整理报导】
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