不爆炸並持續一生的電池即將到來

似乎每年都有智能手機技術的重大發展。每年我們都有更好的相機，有更令人印象深刻的低光性能;更大、更亮的顯示器與更少的邊框;cpu和gpu在灰塵中留下了上一年的基準。然而，我們看到的唯一一個進步的地方是電池。最後，公司已經不再試圖讓手機變得更薄，並開始使用更大的電池。但我們不應該在未來依賴這個。像快速充電這樣的創可貼解決方案幫助我們從電池中獲得更多，但同時也有過熱和更快的電池退化等風險。

基線：鋰離子電池

鋰離子（Li-ion）電池為我們今天的電子設備提供了大部分電力，而且他們還有很多好東西：生產成本低，容量大，可以快速充電。但是他們也有其缺點：隨著時間的推移，他們的能力下降導致他們只能維持兩年左右，快速充電會產生大量的熱量。而鋰離子電池不喜歡熱量; 它會使它們降解得更快，也會導致它們著火。

幸運的是，我們只能從這裡變得更好。我們想在新的智能手機電池中看到什麼？更高的容量，更少的老化，更高的穩定性（安全性）和更快的充電速度。讓我們看看有什麼新技術可以提供給我們。

改變結構：無序陰極

現今的鋰離子電池是通過製造鋰原子和過渡金屬原子的整齊層而形成的。科學家稱這為「有序」。具有有序結構允許鋰在層之間容易地通過並為電池提供高容量。但是，這可以通過製造「無序」結構的電池來改善。然而，直到伯克利科學家突破之前，問題是沒有確定的方法來製造無序陰極。他們的研究表明，某些類型的無序材料可能會比有序的材料儲存更多的鋰，從而導致更高的容量。同樣的小組也發現，他們能夠使電池壽命更長，並且不太可能通過稱為氟化的過程著火。

如果無序鋰離子電池投放市場，我們可以看到更高容量電池的智能手機更安全。

石墨球

快速充電的問題之一是導致更快的電池退化。但有新的研究表明，三星和首爾大學的研究人員能夠用石墨烯塗覆電極。這使得他們可以在12分鐘內創建一個充滿電的電池，比目前的技術快5倍。該電池的容量也增加了45％。項目負責人Son In-hyuk博士表示，他們的研究表明：「能夠以合理的價格大量合成多功能複合材料石墨烯」。這意味著我們可以很快看到使用石墨烯球電極塗層的電池。

這將帶給我們更高容量的電池，在穩定的溫度下運行，並且充電速度非常快，而不會顯著的電池退化。三星指出，這種電池對於目前需要長時間充電的電動車來說非常有用。

鎂固態

雖然前兩種電池技術都是對鋰電池的改進，但是固態鎂離子電池有很大的不同與鋰離子相對應的是，電解質是固體，而不是像我們現在在電池中發現的液體。這意味著電池比使用液體電解質的電池安全得多，因為它不會像鋰離子電池那樣著火。此外，鎂電池的容量將是鋰離子電池的兩倍。

不幸的是，製造這種電池的技術還處於初級階段。但是，當它看到一天的光芒，我們將有一個有史以來最安全的電池

金納米線

納米線電池具有快速充電和高功率密度等優點。但關鍵在於他們沒有一個很好的生命周期。2010年9月，硅納米線電池只能循環放電或重新充電250次，然後才能降到原始容量的80％以下。作為參考，目前的鋰離子電池可以循環大約400次，然後經歷顯著的退化。 但在2016年，加利福尼亞大學歐文分校的博士候選人Mya Le Thai通過用氧化錳塗覆金納米線並將其置於聚甲基丙烯酸甲酯凝膠電解質中解決了這個問題。不要擔心，如果沒有任何意義的話，底線是它使電池比以前更強大。她的新方法產生了一個電池，可以循環超過10萬次而不會出現明顯的劣化。

如果這種電池可以大批量生產，我們將擁有由電池供電的設備，在設備使用壽命期間幾乎不會降級。

我們期待什麼呢？

是的，這些技術大部分都遠在天邊，但是不遠的將來是有希望的。三星似乎有能力有效地生產石墨烯球電池，這將為我們提供重大改進。在此之前，我們可以期待新的方式將更多的鋰離子電池包裝到我們的設備中。對於智能手錶，我們可以看到帶有內置柔性電池的錶帶。在2016年末，松下展示了一種靈活的鋰離子電池，最近我們看到三星的專利表明他們也可能正在開發這種產品。

電池中最重要的是什麼？高容量，超快速充電，安全？

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