有了新手機(jī)、音樂播放器,或筆記本電腦后,大多數(shù)人都會對它愛不釋手,恨不得整天拿著玩,前提是電池能撐得住。得益于電腦芯片的體積不斷縮小,消費(fèi)類電子產(chǎn)品行業(yè)可以為產(chǎn)品增加更多功能,但這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電池行業(yè)所能適應(yīng)的速度。
著名的摩爾定律使得電腦芯片的容量每兩年左右就能增加一倍。在美國加利福尼亞州門羅帕克市國際斯坦福研究所(SRIInternational)主持物理學(xué)研究的勞倫斯·迪布瓦表示,電池容量的增長差不多為每年10%。他說,電池性能的改善往往是循序漸進(jìn)的,這些進(jìn)步甚至是十分平淡的,比如設(shè)計出更輕薄的電池外殼,從而節(jié)省空間。
在這種情況下,設(shè)備制造商對電池的每一點(diǎn)改進(jìn)都極為重視,也就不足為怪了?!熬退隳苄H僅提高20%,就能讓手機(jī)更纖薄,或顯示屏更大更亮?!表n國三星公司負(fù)責(zé)手機(jī)業(yè)務(wù)的副總裁穆茲博·卡恩說:“它會帶來更多的機(jī)會?!?
問題是,電池的基本設(shè)計一直都沒有變化,也確實(shí)無法變化。一個部件釋放出電子產(chǎn)生能量,一個部件接受能量,還得有一個部件將前面兩個部件分開。研究人員不斷搜尋能以最小的重量和空間提供最多的化學(xué)能量的新材料;過去10年中用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品中的鋰離子電池是人們發(fā)現(xiàn)的最好選擇。
美國3M公司旗下一家分公司為鋰離子電池制造商供應(yīng)原材料。負(fù)責(zé)這項業(yè)務(wù)的羅伯特·維瑟爾說,由于必須要遵照大自然決定的周期表,“將元素放在一起的方式實(shí)在是太多了”。大型鋰電池制造商有索尼、松下、LG和三洋等。
消費(fèi)類電子產(chǎn)品公司表示,由于電池方面的進(jìn)展緩慢,在它們推出新的便攜式電子產(chǎn)品時,節(jié)能概念始終貫穿于設(shè)計過程中。
比如,蘋果公司于今年1月份宣布其新產(chǎn)品iPhone后,該公司的工程師們就開始尋找這款產(chǎn)品的軟件有無調(diào)整余地,以縮減電池用量。蘋果公司負(fù)責(zé)iPhone市場營銷業(yè)務(wù)的副總裁格瑞格·喬什威克說:“這樣做的結(jié)果是大大增加了這款產(chǎn)品的通話時間?!?
喬什威克說,從一開始,任何設(shè)計上的決定都會考慮電池的配合。蘋果公司選擇了codecs視頻播放軟件,因?yàn)樗鼈兯璧碾娏ψ钌?。該公司因?yàn)闆]有在iPhone上設(shè)計可拆卸的電池而受到責(zé)難,但蘋果回應(yīng)說,可替換的電池會占據(jù)太多空間。
雖然電池性能的突破可能無法在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn),但電池制造商和其大批供貨商一直在力圖實(shí)現(xiàn)小的進(jìn)展。比如,對鋰電池進(jìn)行改造,以降低其發(fā)熱量。過多的熱量積聚會導(dǎo)致電池著火。去年索尼因此而召回了大量電池,并付出了高昂代價。
電子產(chǎn)品電源方面的下一個大進(jìn)展應(yīng)該會出現(xiàn)在燃料電池領(lǐng)域。不過,這一技術(shù)很難全面推向市場。
燃料電池包括一個燃料儲備庫,類似于汽車的油箱。一般來說,氫氣更多地被用于汽車燃料電池中,而液態(tài)甲醇被認(rèn)為是小型消費(fèi)類電子裝置的理想材料。
支持者聲稱甲醇之類的燃料能源所能提供的能量是鋰離子的10倍,燃料電池因而受到了極大的關(guān)注。但是,位于美國科羅拉多州戈爾登市的美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NationalRenewableEnergyLaboratory)的約翰·特納說,其結(jié)果只是“過分熱心地吹噓這種概念,與技術(shù)現(xiàn)實(shí)脫節(jié)”。
特納說,事實(shí)證明燃料電池的生產(chǎn)比最初預(yù)想的要難得多,很大程度上是因?yàn)樗鼈兘Y(jié)構(gòu)復(fù)雜,包含精細(xì)的小部件,比如微小型泵。
鑒于外界對燃料電池的大肆宣傳,一些大的燃料電池公司非常小心謹(jǐn)慎,并不去過分宣傳它們所做的事情。比如位于加利福尼亞州芒廷維尤的PolyFuel,作為SRI的下屬公司,已經(jīng)研制出一種甲醇燃料電池,預(yù)計將在一兩年內(nèi)面市。該公司總裁吉姆·巴爾卡姆說,第一代產(chǎn)品將提供與鋰離子電池一樣的能量,但重量是后者的一半,所占空間稍小。
巴爾卡姆說,他認(rèn)為燃料電池不會在近期內(nèi)代替鋰電池,而是會作為一種“小眾”技術(shù),面向愿意為更長的使用時間多花一點(diǎn)點(diǎn)錢的消費(fèi)者。
雖然計算機(jī)及電子產(chǎn)品的性能不斷優(yōu)化,價格卻越來越低,一直以來都好像越來越接近于免費(fèi)的午餐,但是電池的發(fā)展?fàn)顩r提醒我們,事實(shí)并非如此。
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