人类电池技术一直停滞不前？电池技术的未来在哪？

自电池被发明以来就备受人们青睐，空调电视的遥控器，手机，各类电子产品都离不开电池这一物件。但随着电子设备的更新换代，电子产品越来越多，大家似乎会产生疑问——为什么这些电池看起来，和一起老款手机上的电池大同小异？是不是现在还在用过去的电池种类？难道说人类电池技术一直在停滞不前？

其实这只是人们对电池产业发展的误解而已。听完解释，你就恍然大悟了。

电池的诞生‍

要说明这个问题，让我们先来看看电池这东西的历史。电池其实在二千多年前就出现在巴格达了，考古学家发现了以铜和铁反应发电的素烧陶壶。

不过这东西和现代电池差得还是很远。能真正被称作现代电池的，是由亚历山德罗伏特在十九世纪发明的产物。当时伏特制作了伏打堆，这个伏打堆由三个部分组成，一段由铜组成的正电极，一段是由锌组成的负电极，而电极下面是由稀硫酸或者海水卤水构成的电解液。

在把电极棒插入电解液的时候，负极的锌会失去正价锌离子，通过电解质，在铜电极处捕获锌离子并形成氢气泡。因而在电极两端形成电流。

第一款电池虽然在技术上来说是开创性的，但是从实用性上来讲，第一款电池还有很多缺点。首先安全性上得不到保证。这款电池的电解液用的是稀硫酸，硫酸哪怕含量再低，也是有安全隐患的。其次，这款电池因为在正极附着的氢气泡无法反应掉，所以电池功率会越来越小。

而在这之后，人们在各领域开始使用这种能把化学能转化为电能的装置。电池也由伏打堆演变为各式各样的电池。而我们平时最常接触的，电子设备中最常见的电池，则是锂离子电池。

被误解的锂离子电池‍

锂离子电池是依靠锂离子反应的充电电池。锂离子电池被广泛的运用于电子领域。它具有高能量密度、无记忆效应的特点，使得锂离子电池的性价比非常高。

锂离子电池这个概念最早是由斯坦利·惠廷厄姆在1970年提出的，他认为锂是一种非常活泼的金属，并且锂具有高度反应的元素，用来做电池的话，一定会非常高效实用。

在经历了几十年的发展和研究后，终于，在1991年，索尼成功开发出了锂离子电池。自此人们的电子产品全换做了锂离子电池。这使得这些电子设备的体积越来越小，到现在很多手机都打的是轻薄的口号了，这都是锂离子电池的功劳。

很多人打开手机的后盖，抠出手机里的电池，看到这电池不管手机怎么变它都是扁扁的黑乎乎的一块，就认为它好像没怎么变，就是扁扁的一块，因此误以为人类电池技术一直停滞不前。其实错了，现在人类科技日新月异，电池作为人类最常用的消耗品，怎么可能没有发展呢？

就拿最常用的手机来说，过去的手机用的可不是锂电池，而是镍镉电池。这是一种蓄电池，以水和氢氧化镍与金属镉发生反应，形成过氧化镍和氢氧化镉。这个过程是电池的放电原理，而充电时则发生相反的反应。镉镍电池内阻小，比起现在的锂离子电池，镉镍电池能容忍过充或者过放。什么意思呢？就是说，镉镍电池相较于锂离子电池，更不容易因电压过高而烧坏。

但镉镍电池相较于锂离子电池来说，对于电子产品的应用来说可是差远了。镉镍电池具有记忆效应，并且废弃的镉电池会严重的污染环境。相比于锂离子电池，镉镍电池更不耐用，而且充电放电的效率可以说是天差地别了。

记忆效应的存在是导致镉镍电池最后被淘汰的主因。记忆效应是指经由多次充电后，电池容量会减少。记忆效应导致了镉镍电池的不耐用。充电记忆效应最不明显的锂离子电池自然成了镉镍电池的上位替代。

也正是如此，大哥大、BB机之类东西也相继淘汰。这个变革发生在上世纪末。距今也不过三十年，电池就已经发生了这么大的变化，这能说人类电池技术没有进步吗？

并且，哪怕是锂离子电池，近几年也有了很大的发展。现在的锂离子电池，已经由传统锂电池转变为由石墨做负极，以钴、锰做正极，和运输锂离子的钴酸锂电池。

钴酸锂电池有能释放的能量大，密度高，输出功率大的特点。并且钴酸锂电池无记忆效应，这让它寿命很长，同时钴酸锂电池充放电速度快，现如今被广泛的用于电子产品，军用产品，航空产品中。

虽然现在的锂离子电池已经有许多的优点，但是这东西的缺点并不比优点少。首先，它不耐受过充和过放。现在经常听新闻，有些人拿着什么三星、苹果手机正充电呢，啪的一下手机炸了。这就是因为电池过充导致钴酸锂电池爆炸。

锂离子电池的未来

这些问题尽管一时半会儿找不到什么好的解决方法，但现在全世界的科学家正在钻研怎么让这些锂离子电池变得更高效耐用。目前关于锂离子电池的未来，主要是往这三方面发展的。

首先是镍钴锂电池。这种电池是镍镉电池和钴锂电池的综合体，同时拥有镍镉电池的耐过充过放性和钴锂电池的高能量和无记忆效应的特点。

这也是被业界认为最能取代钴锂电池的新型电池，但这种电池的安全性不能保证。猛、镍铬金属的活性太高，电解液经过无法保证其安全的运行。如果降低电解液里的电解液，则会使电池容量降低。相信有一天，各个科学家能在安全性上能有所突破吧。

然后是镍锂电池。这种电池成本低，电容量也高。但是这种电池制作起来太难了，镍锂电池无法保证锂离子能够乖乖地跑到正极去，因为用来做正极的镍金属同样活泼，这就导致了材料性能一致性无法保证。

并且，同上一款电池一样，在安全性上有一定问题。镍金属指不定什么时候就爆炸了。你应该希望自己的手上使用的是手机，而不是什么定时炸弹之类的吧。

最后一种，则是结合了钴锂电池、镍锂电池、锰锂电池的优点，以预料价格低的磷、锂、铁等物质作为原料做出的磷酸铁锂电池。这种电池电容量大，放电功率高，使用寿命长，够稳定并且足够安全。这是业界认为环保、安全高效的锂离子电池。

但这种电池密度低——也就是说由这种电池制作而出的手机等电子产品，大小又会回到大哥大时代的那种巨无霸。

磷酸铁锂电池也由于放电电压过于稳定，难以预估剩余电量。你用由磷酸铁锂电池制作的手机，用着用着突然没电了都不知道。可以说是现阶段的磷酸铁锂电池非常难以用于实用了。

各式各样的电池‍

除了锂离子电池，电池种类可是很多的。现在电池主要分为两个大类，

一是通过氧化还原反应，把把正极、负极活性物质的化学能，转化为电能的化学电池，二是使用放射性同位素衰变时产生之能量来产生电力的核电池。

化学电池的本质是通过发生氧化还原反应，把化学能变成电能。化学电池的发展对现代电子技术的发展起到了个举足轻重的作用。化学电池的改革会让电子技术发生天翻地覆的变化。

化学电池下面又分四大类。干电池和液体电池是早期电池刚开始发展时期的产物。干电池是以糊状电解液来产生直流电的化学电池，并不是说干电池指的是“没有水”的电池，不能从字面意思上去理解它。

现在许多地方都还在使用干电池，比如锌锰电池，碱性电池什么的。大家手上拿着的遥控器装的就是干电池。液体电池则是最早的电池产物。上文提到的伏特的伏打堆就是最经典的液体电池。

接着是一次性电池和可充电电池，这就很好理解了。从字面上看，一次性电池就是把这个电池的电量用完之后，就可以扔掉的电池。这种电池通常对环境的破坏都很大。像什么锌电池，锂电池，镁锰电池之类的。他们无法充电使用。而可充电电池则是可以在充电后循环使用的。像上文介绍的用于手机的镍镉电池，锂离子电池就是可充电电池。

再然后是通过燃料让化学能转化为电能的燃料电池。燃料电池主要依靠的氢离子的氧化还原来产生电池。目前已经出现了通过甲醇的氧化作为正极反应的燃料电池技术，燃料电池反应稳定，并且高效安全，因而被业界看好其未来的发展。

最后是水启动电池。这种电池是把水作为电解液，在加入水后，让正负极的开始产生化学反应，最后产生电力。目前水启动电池的运用并不广泛，因为它并不如上面说的那几种化学电池来得高效。

另一大类核电池算是新型电池了。和传统的化学能电池不同，核电池靠的是使用放射性同位素衰变产生能量来产生电力。这和核反应堆不同，你不能指着核电站就说它是核电池。

这两者在产生能量的方式上有所不同，核反应堆靠的是同位素衰变产生的链式反应来产生能量。核电池输出能量高得吓人，但相对的它的制作工序之繁琐，制作成本之高也是让人望而生畏的。所以，目前仅在航天领域有用到核电池。航行者一号就是用的核电池推上的太空，并最终冲出太阳系。

结语‍

目前，人类科技上的发展可以说是日新月异了。自工业革命后，人类的生活变得越来越现代化，我们的日常生活的品质也因此得到提升。电子产品的出现，极大的便利了我们的日常生活，现在我们已经离不开手机、电脑了。

越来越多的科学家把目光放在了电子设备的升级中，电子设备的更新换代太快，导致了人们产生了电池技术在原地踏步的错觉。电池技术其实也在改革，也在发展。从最开始的镍镉电池到现在的锂离子电池，可以说每一次的电池技术革新，都会让电子设备产生巨大的变化。

我们需要给科研家们更多的时间，相信未来有一天，电池设备会再一次的更新换代，到那时，人类的电子设备一定也会变得更加便利我们的生活。