[转帖]电池难以与时俱进

datouzhizhu

你有了新手机或是音乐播放器，又或是笔记本电脑：你对它爱不释手，恨不得整天拿着玩，前提是电池能撑得住。

大多数消费者现在都意识到已为工程师熟知多年的一个问题：电池跟不上其他电子设备的发展。专家们说，不幸的是，情形不光是不会在短期内得到好转，还有可能在好转前变得更糟。得益于电脑芯片的体积不断缩小，消费类电子产品行业可以为产品增加更多功能，但这远远超过电池行业所能适应的速度。

著名的摩尔定律令电脑芯片的容量每两年左右就能增加一倍。劳伦斯•H.迪布瓦(Lawrence H. Dubois)在位于加利福尼亚州门罗帕克的国际斯坦福研究所(SRI International)主持物理学研究，他说，电池容量的增长差不多为每年10%。他说，电池性能的改善往往是循序渐进的，这些进步甚至是十分平淡的，比如设计出更轻薄的电池外壳，从而节省空间。

因此，设备制造商将电池的每一点改进都视为天降之喜，也就不足为怪了。“就算能效仅仅提高20%，就能让手机更纤薄，或显示屏更大更亮，”三星(Samsung)负责手机业务的副总裁穆兹博•卡恩(Muzib Khan)说。“它会带来更多的机会。”

问题是，电池的基本设计一直都没有变化──也确实无法变化。一个部件释放出电子产生能量，一个部件接受能量，还得一个部件将前面两个部件分开。研究人员不断搜寻能以最小的重量和空间提供最多的化学能量的新材料；过去十年中用在消费类电子产品中的锂离子电池是人们发现的最好选择。

3M公司(3M Co.)旗下一家分公司为锂离子电池制造商供应原材料，负责这项业务的罗伯特•G. 维瑟尔(Robert G. Visser)说，由于必须要遵照大自然决定的周期表，“将元素放在一起的方式实在是太多了。”大型锂电池制造商有索尼(Sony)、松下(Panasonic)、LG和三洋(Sanyo)等。

消费类电子产品公司表示，由于电池方面的进展缓慢，在他们推出新的便携式电子产品时，节能概念始终贯穿于设计过程中。

比如，苹果公司(Apple)于1月份宣布其新产品iPhone后，该公司的工程师们就开始寻找这款产品的软件有无调整余地，以缩减电池用量，苹果公司负责iPhone市场营销业务的副总裁格瑞格•乔什威克(Greg Joswiak)如是说。这样做的结果是大大增加了这款产品的通话时间。

乔什威克说，从一开始，任何设计上的决定会考虑电池的配合。苹果公司选择了codecs视频播放软件，因为它们所需的电力最少。该公司因没有在iPhone上设计可拆卸的电池而受到责难，但苹果回应说，可替换的电池会占据太多空间。

虽然电池性能的突破可能无法在短期内实现，但电池制造商和其大批供货商一直在力图实现小进展。比如，对锂电池进行改造，以降低其发热量。过多的热量积聚会导致电池着火，去年索尼因此而召回了大量电池，并付出了高昂代价。

电子产品电源方面的下一个大进展应该会出现在燃料电池领域。不过，这一技术很难全面推向市场。

燃料电池包括一个燃料储备库，类似于汽车的油箱。一般来说，氢气更多地被用于汽车燃料电池中，而液态甲醇被认为是小型消费类电子装置的理想材料。当燃料耗尽时，只需重新注满即可，与可充气的打火机一样。

支持者声称甲醇之类的燃料能源所能提供的能量是锂离子的10倍，燃料电池因而受到了极大的关注。但位于科罗拉多州戈尔登市的美国国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory)的约翰•特纳(John Turner)说，其结果只是“过份热心地吹嘘这种概念，与技术现实脱节。”

特纳说，事实证明燃料电池的生产比最初预想的要难得多，很大程度上是因为它们结构复杂，包含精细的小部件，比如微小型泵。

鉴于外界对燃料电池的大肆宣传，一些德高望重的燃料电池公司非常小心谨慎，并不去过份宣传他们所做的事情。比如位于加利福尼亚州芒廷维尤的PolyFuel，作为SRI的下属公司，它已经研制出一种甲醇燃料电池，预计将在一两年内面市。公司总裁吉姆•巴尔卡姆(Jim Balcom)说，第一代产品将提供与锂离子电池一样的能量，但重量是后者的一半，所占空间稍小。

巴尔卡姆说，他认为燃料电池不会在近期内代替锂电池，而是会作为一种“小众”技术，面向愿意为更长的使用时间多花一点点钱的消费者。

电脑电子产品的性能不断优化，价格却越来越低，一直以来都好像越来越接近于免费的午餐。但电池的发展状况提醒我们，事实并非如此。