电池接班人大评论
咱们简直每天都能听到身边的朋友诉苦：智能手机功用太弱，MP3播放器续航才干太烂等问题。而形成上述问题的元凶巨恶，并非是芯片开展速度太慢，而是电池容量约束。不管是电池容量仍是充电速度，都是困扰全部电子移动设备的最大难题——一部功能超强但却只能运用30分钟的笔记本注定 只能得到极少数疯狂本站的喜爱。
相关于电子产品遵从的摩尔定律来说，电子产品的供电规划足以称得上是活化石。自二十年前，笔记本电脑等移动设备就开端选用锂电池作为电源，在这绵长的二十年里锂电池只是在容量上取得了缓慢的增加，在安全性和充电速度上简直原地踏步。面临层出不穷的电子产品，传统的电池技能终究会由于无法满意需求而被筛选。终究有多少种新技能能让锂电池走进前史？未来咱们又将过上什么样的移动数字日子？本期新技能研习社，就带咱们一同审阅锂电池的接班人。
锂电池接班人一号：银锌电池
或许你是第一次传闻银锌电池这个名词，但这并不阻碍银锌电池的电池开山祖师位置。早在1800年春季，意大利科学家伏打（Volta）就发明晰闻名的“伏打电池”。这种电池是由一系列圆形锌片和银片相互交迭而成的设备，在每一对银片和锌片之间，用一种在盐水或其他导电溶液中浸过的纸板离隔。银片和锌片是两种不同的金属，盐水或其他导电溶液作为电解液，它们构成了电流回路。这是一种比较原始的电池，是由许多银锌电池衔接而成的电池组。如你所知，这便是全部电池的雏形。
经过了200多年的更迭，银锌电池至今仍然出现在咱们的手表、计算器等低耗电设备中。已然银锌电池有那么长远的前史，为什么至今才被当作锂电池最有期望的接班人推出？其实自面世以来，民用的银锌电池就只能供给较低的电压和电流，电池容量也适当小。一般的锌银电池的正极是氧化汞加石墨，或许是氧化银加石墨，负极资料是金属锌，电解质是强碱氢氧化钾。一般银锌电池功能安稳，不行充电，占有了扣子电池商场的半壁河山。在上世纪七十年代，人们才开宣告了银锌蓄电池。银锌蓄电池正极选用Ag2O2 + 2H2O + 4e- ® 2Ag + 4OH-，负极选用2Zn + 4OH- ® 2Zn(OH)2 + 4e-，能够具有极高的电容量和安稳的电池功能。大容银锌蓄电池价格惊人，在当今的航天飞机、导弹、鱼类等顶级范畴才干找到大容量银锌蓄电池的身影。
开端的银锌电池原型
关于数码设备来说，在不考虑本钱的情况下，银锌电池将会使最佳的挑选。为了完成银锌电池贱价化的方针，一家叫做Zinc Matrix的公司自1999年开端就在风险投资的助力下开发低本钱长寿数的银锌充电电池。经过了几年的尽力，在2006年Intel信息技能峰会上，Zinc MarTIx展出了它们首个民用银锌充电电池原型。初度展出的该款电池只需1.6V电压，但电池容量能够到达10AH。在随后的两年间，Zinc MarTIx改名为ZPower，持续从事银锌电池的改进规划。2008年5月ZPower公司宣告旗下的银锌充电电池在平等体积下能取得超越锂电池30%~40%的电容量，并且较后者更安全经用。估计首款选用ZPower银锌充电电池的笔记本电脑将会在2009年全面上世。
电池结构图
依据ZPower公司泄漏它们的银锌充电电池选用了独家的银锌聚合物正极以及多层阻隔膜，前者能很大程度上防止点击发生结晶，延伸电池寿数。后者则用于阻挠发生的结晶直接穿透正负极导致电池短路爆破。在负极规划上，ZPower可充电银锌电池选用的是纳米银微粒，能够有用前进导电才干以及下降电池内阻，然后取得更大的电容量和更高的放点才干。
几天前ZPower展出的银锌笔记本用锂电池
更高的电容量、更安全的电池规划加上更快的充电速度，银锌充电电池如果能赶快处理运用寿数和本钱问题，将会成为锂电池的最佳替代品。在咱们几天前的新闻中，Zpower表明2009年部分笔记本电脑将会选用银锌充电电池以取得更长的续航才干。
锂电池接班人二号：燃料电池
不管是银锌电池仍是锂电池，它们都无法脱节充电的咒骂——电池容量越大，充电时刻越长。关于电子设备来说，频频的充电是约束续航才干的重要因素。另一方面，在大街或许交通工具上，顾客也很难找到能够充电的当地。为此，被称作终极电池的燃料电池浮出水面。业界很多电池厂商包含三洋、索尼、东芝等厂商，都在燃料电池范畴投入巨资，期望能开宣告适用于电子设备的燃料电池，然后彻底处理电池的充电难题。
燃料电池原理图
燃料电池，望文生义即靠燃料驱动的电池。早在1839年，英国人W.Grove就提出了氢和氧反响能够发电的原理，这便是最早的氢-氧燃料电池(Fuel Cell)。一般燃料所发生的能量是以能开释的，而燃料电池不开释热能，它是将其分化成氢离子和电子而转化成电能。
经过了近200年的开展，当今研制的燃料电池简直都运用液体甲醇为燃料。在燃料电池内部，液体甲醇在分化的过程中只是发生水、二氧化碳和热能，并且会被电池的开释孔开释。真正将化学能转换为电能的部件，实际上是燃料电池中的碳精和高分子电解质膜。在燃料电池作业时，甲醇会由于铂金的触媒效果被分化为氢离子和点子，由于电解质膜只能经过氢离子，所以电子会被质膜阻拦后经过炭精被导向负极发生电流。与此一起，氢离子经过质膜后会被倒入到正极与空气中的氧结组成水蒸汽，然后经过电池的开释口扫除电池外。燃料电池的作业原理决议了电池取得电能的一起既不损耗电池，也不影响环境。只需弥补消耗掉的甲醇就能发生同量的电能。
Maxell开发高分子高电容量的燃料电池
和一般电池比较，燃料电池具有惊人的能量密度。相同体积的燃料电池，电量是锂电池的数倍。锂电池不管出产仍是丢掉都会污染环境，而燃料电池则兼备了无污染、高功率、适用广、无噪声和具有接连作业等长处，燃料电池作业的副产品只需水和热量，无噪音，根本无污染，功率比起一般的发电体系高得多，到达43～58%，如果把反响发生的热量也运用上，功率能够高达80%！是一种清洁环保的电源。比起常用的锂电池和聚合物锂电池要洁净和环保得多。
尽管燃料电池的各种规划可谓完美，但近10年来，燃料电池一直无法在本钱和体积上取得打破。在本钱方面，燃料电池选用的铂金价格惊人，而由于需求预留装载甲醇的空间和反响空间，燃料电池的体积大多适当惊人。进入2008年，两家日本厂商SONY和夏普简直一起宣告在燃料电池研制上取得打破。它们各自开宣告了体积只需火柴盒巨细，能够完成量产的电池产品。夏普的新款燃料电池的巨细为１８立方厘米，输出功率到达以往同类产品的７倍。与输出功率适当的锂离子电池比较新款燃料电池的体积缩小了约２０％，分量下降了约６０％，有望安装在手机等小型设备内部。
就在日本厂商尽力完成燃料电池小型化的一起，美国燃料电池制作商MTI MicroFuel Cells(MTI Micro)公司也在燃料电池小型化和实用化技能方面取得了打破性发展。 MTI Micro开宣告的依据Mobion技能的直接甲醇燃料电池（DMFC）原型不只可供给比相同尺度的锂电池高出一倍的电能，并且答应在移动状况下为燃料电池进行充电。MTI Micro公司已在本年二月底的日本世界燃料电池展览会上展现了可与当今商用化单反数码相机尺度般配的燃料电池原型，与相同尺度的单反数码相机用锂电池比较，它可供给两倍的电能。
MT Micro最引人瞩目的技能奉献是开宣告了一种循环运用燃料电池副产品水的办法，然后消除了燃料电池需求有开孔开释二氧化碳和水蒸气的规划难题。除此以外，MTI Micro的软料电池还初次能在燃料电池作业的状况下增加甲醇，然后完成了移动设备无间断作业的愿望。业界普遍认为，燃料电池将会在2009年完成大规模量产，开端替代传统电池的征程。在这曾经，咱们不只需求处理燃料电池的技能约束，还需求构建甲醇等燃料的出产线，以及处理甲醇在运送和存储时安全性。
锂电池：我还没死你们着急啥
面临银锌电池和燃料电池的应战，锂电池真的走到了走投无路了吗？答案肯定是否定的。在曩昔的几年间，锂电池尽管事端频发，但仍然有不少厂商在尽力改进锂电池，期望它能具有更高的安全性和更大的电量。
依据锂离子电池所用电解质资料不同，锂离子电池能够分为液态锂离子电池(lithium ion battery, 简称为LIB)和聚合物锂离子电池(polymer lithium ion battery, 简称为LIP)两大类。聚合物锂离子电池所用的正负极资料与液态锂离子都是相同的，电池的作业原理也根本共同。它们的首要差异在于电解质的不同, 锂离子电池运用的是液体电解质, 而聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来替代, 这种聚合物能够是“干态”的,也能够是“胶态”的,现在大部分选用聚合物胶体电解质。
由于用固体电解质替代了液体电解质,与液态锂离子电池比较，聚合物锂离子电池具有可薄形化、恣意面积化与恣意形状化等长处，也不会发生漏液与焚烧爆破等安全上的问题，因而能够用铝塑复合薄膜制作电池外壳，然后能够前进整个电池的比容量；聚合物锂离子电池还能够选用高分子作正极资料，其质量比能量将会比现在的液态锂离子电池前进50％以上。此外,聚合物锂离子电池在作业电压、充放电循环寿数等方面都比锂离子电池有所前进。在业界重视安全性方面由于选用了固态资料作为电解液，聚合物锂离子电池不会由于被短路或许其他原因发生爆破或许焚烧，也不会由于作业温度的前进而损坏。
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锂聚合物电池
尽管聚合物锂电池有着压倒性的优势，但是在老练度和本钱操控方面仍然和干流的液态锂电池有着显着的距离。当今的液态锂电池出产本钱低，工艺老练，能够轻松完成各种厚度的电池出产。而聚合物锂电池在出产本钱上远高于前者，特别是在笔记本电脑电池之类的需求多颗电芯并联的场合中，选用聚合物锂电池所带来的昂扬价格并不是全部人都能承受的。进入2008年，锂聚合物电池电池价格开端大幅下滑，有望逐步替代传统的液态锂离子电池。
除了改进安全性，锂电池的容量和充电速度方面也有了巨大的前进。包含联想、Dell等厂商现已开宣告30分钟乃至更快充电时刻的锂电池。在银锌电池和燃料电池终究成数前，锂电池仍将持续开展，成为咱们移动设备最首要的电力来历
结语
从镍镉电池到锂电池，咱们见证了充电电池在功能和寿数上的蜕变。进入全部皆移动的数字年代，咱们乃至需求电池能供给连绵不断的供电才干以及无需等候的充电时刻。面临银锌电池和燃料电池的不断开展，咱们的数字日子必将由于电源的更迭发生天翻地覆的改变。或许过不了几年，咱们就不再需求为笔记本续航才干忧虑，充一次电用几个月的手机也不在是天方夜谭。一个离别“电力缺少”的新年代正箭步向咱们走来。
