电池限制了我们对智能产品的想象力

首先，「里程焦虑」与锂离子电池的能量密度有关。锂这种金属的理论极限能量密度是 14000Wh/kg，由于锂电池一般都会掺杂其他物质，再加上正负极材料的影响，因此目前工业生产的锂电池能量密度普遍在 150-300Wh/Kg。

由于需要考虑电池材料在使用过程中的稳定性，因此突破 300Wh/Kg 的电池制造技术只有少数厂商可以做到，比如特斯拉就在其中。

最近 20 年来商用电池的研发基本都没有太大的突破，在化学电池这个领域里，如果人们找不到能够替换「锂」的新材料，基本上电池能量密度也没有突破的指望。

也就是说，包括手机、无人机、电动车在内使用锂电池为主的智能产品，在相当长的一段时间内，电池的单次续航依然会明显受到限制，只能通过增加充电次数、加快充电效率等方式来解决。

其次是安全问题。

▲ 三星 Note 7 手机当年因电池爆炸被民航禁运

电池依然是一个易燃易爆的脆弱事物，坐飞机时电池不能托运只能随身携带就是其中一个表现。

汽油车起火时，人们往往还有逃生时间，但若换成是电动车电池起火，基本是瞬间被火海淹没，车内人员生还的可能性比汽油车低得多。

另外，高温状态下，电池内部的化学物质容易分解，导致起火。电池发生碰撞也有可能短路起火。

第三个是锂离子电池的成本问题。

为了让锂离子电池在使用时更加稳定安全，电池内部会添加各种化学物质，可以做到改善电池的温度特性、增加电池倍率等。这些物质包括钴、镍和其他稀有金属。

▲ 矿石开采难度与价格，图片来自：nature.com

这些稀有金属在地球上的储量很有限，开采的难度也比较高，随着电动汽车电池的需求量日益增长，稀有金属原材料的价格也水涨船高。

▲ 有网友曾拆解 Model 3 的电池

《自然》杂志曾统计，预计到 2025 年，全球每年生产 1000-2000 万辆电动车，按照每个电动车电池需要 10 公斤的钴，那么届时的电动车行业每年需要 10-20 万吨的钴。然而这个需求量已经是目前世界钴产量的大部分。

锂离子电池的短板太多，电池技术在最近二十多年来基本是在缓慢前行。《自然》杂志的预测是：

我们距离锂电子电池革命仅剩下 10 年。

电池研发相当耗时

能用的新技术都在用

电池研发是一件相当耗费时间的事情。比如研发人员电池的某个部分进行改进，那么就需要进行大量的充放电实验来验证效果。

每一次充放电都是需要耗费时间和资源的。为了让电池研发人员可以更好地对电池剩余充放电次数进行预测，斯坦福大学、麻省理工学院与丰田研究所共同创建了一种人工智能，可以用来预测电池的性能和寿命。

这个算法通过学习上亿次电池充放电的数据，因此能够在收集单个电池五次充放电周期的数据后，预测电池的剩余寿命，正确率为 95%。这项人工智能技术预计能帮厂商在研发电池时提速。

▲ 要这样换电池的手机慢慢变少了

锂离子电池是近代最伟大的发明之一，它改变了很多电子产品获取电能持续工作的模式，让它们具有可移动、可携带的特点，进而影响了我们日常使用消费电子产品的方式。随着电池技术的提升，手机上的电池已经逐渐不用拆换，出门带上一块充电宝就变成一件理所当然的事。

就目前而言，锂离子电池虽有诸多不足，但它依然是消费电子产品最好甚至是唯一的选择。

在过去，有很多电子产品都是靠碱性干电池、纽扣电池供电续命，当时的用户可能没有想象过，装着高性能锂离子电池的产品会是怎样的。

如今我们所使用的电子产品，也被电池技术的缓慢发展束缚，你可能没有想象过一部 iPhone 充一次电可以正常使用一周的场景。我想这样的手机会被卖疯吧。

（编辑：温州站长网）

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