真材实料看PC：突破电池续航的瓶颈

2014-7-25 15:05:13
类型：原创
来源：电脑报
报纸编辑：张芃捷
作者：

【电脑报在线】几年前，笔记本的电池续航时间通常在两小时左右，英特尔推出超极本之后，续航时间增加到3~5小时，甚至更长。而仔细想来，主要功劳在于笔记本使用了超低电压处理器，电池本身还是有瓶颈的。为应对续航的需求，厂家也在努力研发，从颇具科幻色彩的核电池，到永不枯竭的太阳能电池，各种方案孕育而生，哪种电池有望成为未来的主角呢？

几年前，笔记本的电池续航时间通常在两小时左右，英特尔推出超极本之后，续航时间增加到3~5小时，甚至更长。而仔细想来，主要功劳在于笔记本使用了超低电压处理器，电池本身还是有瓶颈的。为应对续航的需求，厂家也在努力研发，从颇具科幻色彩的核电池，到永不枯竭的太阳能电池，各种方案孕育而生，哪种电池有望成为未来的主角呢？

燃料电池的革命

技术优势：有燃料即可充电、充电过程不局限于室内

工作原理：

从原理上来说，燃料电池更应该被称为“发电机”，以最简单的氢燃料电池为例，工作状态时，氢气仓由于电子的堆积形成负电极，而氧气仓由于质子堆积形成正电极，仓室间的质子交换构成了一个电池。燃料电池的燃料品种众多，甲醇、沼气，甚至糖，都可以作为燃料使用，其化学反应过程略有区别，但都是通过质子的定向移动来产生电能。

发展分析：

早在十年前，燃料电池就被视为明日之星，诸多厂家都投入研发中。近期，苹果正在与电力技术公司Intelligent Energy合作，期待未来几年内能够在设备中集成燃料电池，让笔记本电脑、平板的续航时间持续多天，甚至几周。这样的消息不禁让我们对燃料电池重燃热情。

但实际情况或许并不乐观，这十年来，燃料电池一直难于正式应用，除了燃料电池价格高昂外，更重要的是，燃料电池结构非常复杂，燃料瓶所占用的空间庞大，重量较重，这与目前超极本的轻薄发展趋势格格不入。而且，燃料是否绝对安全还需要更多证明。

苹果的加入也许会加速燃料电池技术的发展，但是要将燃料电池的体积、价格、安全性都控制在理想状态，要走的路还很远很远。

图：燃料电池原理图

图：十年前的燃料电池研发高潮，不少厂家都推出了概念产品，但要正式商用，这样子显然是无法然人接受的

图：IntelligentEnergy公司推出了一款小巧的便携式燃料电池UPP，容量达到25000mAh，是普通手机电池容量的10倍，但相比大号的移动电源，这款产品也并无优势可言

锂电契机在石墨烯

技术优势：增加电池容量、快速充电

原理介绍：

石墨烯是由碳离子组成的单层六角形蜂窝状结构，而我们知道，普通锂电池在工作时，锂离子会在电极间移动，如果使用石墨烯作为电池电极，由于石墨烯间有大量的空洞，锂离子的密度可以增加，这对于增加电池容量大有好处，而石墨烯自身很薄，可有效降低电池厚度，同时，石墨烯自身润滑性能极好，锂离子在电场作用力下，可以在石墨烯中快速移动，这也就意味着，用上石墨烯后，锂电池发热量将大大降低，充电速度也会迅速提升。

图：石墨烯锂电池工作原理示意图

发展分析：

我们常常过多关注其他电池取代锂电池的可能性，却忽视了锂离子电池自身的进化。实际上，作为最轻的金属，锂作为电池的原料，可携带很多电子，所以才成为目前最为流行的电池原料的原因。但近几年来，仅有10%的容量提升，难于令人满意。而石墨烯将是破解这一困境的钥匙。

快速充电，将电池容量提升20%（理论上甚至可提升50%-100%），石墨烯对于锂电池的进化，的确有很大帮助。但在石墨烯价格堪比黄金的今天，迅速应用的概率显然不高。不过新材料的成本往往会随着生产技术的关键性突破而出现雪崩式的下降，近期，石墨烯已经有了量产的传闻。一旦石墨烯电池成本控制在常规锂电池的一倍左右时，就可能使用在高端笔记本上。而当差价低于20%时，就可能快速普及，但这或许要等上三五年甚至更长的时间。