智能手机电池的未来：更轻更小充电速度更快

　　广大的智能手机用户如今早已习惯了每晚睡前给手机充电，否则第二天的使用肯定会受到影响。由于锂离子电池无法跟上智能手机在屏幕尺寸和性能上的增长，很少有旗舰手机能坚持超过一天的频繁使用。电池技术为何会成为智能手机的短板？它在未来又能有多大的进步空间？

　　在目前智能手机的可充电电池当中，锂元素是存在于电解液而非阳极当中的，这也就限制了电池的能效和寿命。如果可以研发出锂阳极，那我们的电池就能变得更轻、更小、更耐久，充电速度也会更快。

　　

　　锂离子电池的阳极目前都是由石墨制成的，科学家认为，这种材质的能力如今已经抵达了极限。硅和锂金属都是石墨的潜在替代物，还有一些研发团队在观察使用硫磺作为阳极的可能性。但是，阳极材质的更换并没有看上去那么简单，有的材质存在潜在的危险性，另外一些则只能坚持数百个充电循环。事实是，我们今天所使用的锂离子电池实际就是现代科学目前的最高水平。

　　

　　除了手机之外，这个问题同样也在拖累电动轮船、汽车和飞机的发展。因为即便体积增大，锂离子电池也并不十分效率。至于电池技术下一步要如何发展，这个问题目前还难以回答。尖端领域的科学家正在尝试当中不断学习，这也就是为什么每年都有许多超级电池技术的来了又去。

　　简而言之，电池技术是一门非常复杂的学科，即便汇集了世界上最聪明的头脑，但它的发展依然非常缓慢，我们也不会看到凭空出现的开创性电池项目。在我们看到的许多有关电池技术突破的报道和文献当中，都包含着某种化学调整，目的是在更长的时间内从相同的电池当中获取更多的电能。这类小幅度的创新并不会吸引到多么大的关注，但他们的重要性却要比什么柔性手机或者智能手表高得多。

　　

　　Amprius就是一家正在研究这一问题的公司。由于在阳极当中加入了硅，他们所研发的电池可存储的电能相比目前的电池提升了50%。

　　

　　与此同时，加州大学河滨分校（UCR）的研究者正在使用纳米级的创新材料来提升电池的寿命和体积，并缩短其充电时间。UCR在去年曾经介绍过一个非常有趣的项目：使用沙子将电池续航延长2-3倍。但这项技术目前仍处于初期阶段，还有大量的研究需要进行。

　　Sakti3也是电池研究领域里的一家知名技术公司。他们在最近因获得了来自詹姆斯·戴森的投资而名声大噪，但外界还并不清楚其技术的具体细节。有消息称，Sakti3的技术会将电池内部的某些液态化学物质替换成固态的，从而达到能效的大大提升。

　　寻找平衡

　　即便科学家们在电池设计的某个领域里取得了进步，但这可能会被该技术的其他层面所限制或否定，这也就是为什么电池技术的发展会如此缓慢。在电池技术本身获得任何实质性发展之前，我们只能通过提升软件和硬件节能性的方式来延长续航。

　　

　　不过微软有另外一种思路。他们的研究团队将智能手机电池一分为二，并让其中一块负责突增的电能消耗，另一块负责平时的使用。根据早期测试，这种方式可将续航能力提升20-50%。

　　

　　新加坡南阳理工学院的研究者们也没有闲着。他们最新研发的电池使用了二氧化钛凝胶作为阳极，这种材质的变化虽然在提升续航方面的效果并不明显，但却可以大幅加快电池的充电速度，并增加它们可以承受的充电循环次数。

　　在未来至少2年的时间里，我们依然需要每晚对手机进行充电，但世界上有大批的研究者都在想办法提升电池的性能，并且他们已经取得了进步。