关于手机电池的科技论文

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关于手机电池的续航问题某科技网站就2016年用户最期待的手机技术改进发起投票,结果显示,希望来年的电池续航有所改进的用户高达63.7%,而排在第二位的用户体验则只有16.17%的投票,其他方面的投票更是少之又少。电脑性能越来越高,手机做的越来越薄,屏幕显示愈发清晰细腻,触控技术日渐炉火纯青。智能时代下移动终端变的更加便捷和聪慧,小到3DTouch按压操作,大到遍地WIFI无线互联……但这一切都是在电力保障的基础上才能唾手可得,没有了电量打底都会是空中楼阁。智能手机发展至今,硬件配置已经强大无比,定位相同的手机在参数上几乎没有差别。但是,电池在这几年的发展中一直没有太大进步,所以,今后电池技术一旦有所突破,智能手机将会因为最大短板的消失而变得更加平衡完美。苹果手机已经推出到了第六代,特斯拉已经带动了电动汽车的流行,但它们使用的电池依旧是25年前的产物,时至今日用户在享受着大量移动智能产品的科技感时,也深深暗叹电池续航始终没有太多长进的无力感。1991年索尼推出首个商用锂电池,锂电池沿用至今并称为主流的电子设备电池技术。一般来说锂电池构成物质中有磷酸铁、锰、石墨、钛酸盐等其他金属和非金属材料,但要靠着“锂离子”这个元素在正、负极中的嵌入与脱出,才可实现电能与化学能的相互转化,最终完成充放电过程。正是因为锂离子是最轻的碱金属元素,拥有着更小、更轻、能量密度更高的特性,所以它才可以在短短15年间更替掉早期的镍电池。虽然锂离子电池在能量密度、高低温特性、倍率性能等许多性能指标上,已经远远高于铅酸电池、镍氢电池等传统二次电池,但是其能量密度和循环寿命等性能的提高速度却还是难以满足快速增长的消费类电子产品、电动汽车、电网储能等新兴产业发展的需求。所以,想要提升锂电池续航能力的本质方法只有两种,要么增大电池体积以扩充电量,要么在有限的体积内增加密度来获得长能效。下面来看看几种有望获得突破进展的新技术。1.不易燃的组件首先,锂电池的安全性是人们最想解决的问题,科学家们发现一种名为PFPE的有机溶剂更加稳定,能够减少结晶对电极的影响,提升安全性并延长电池寿命。虽然这种技术仍需要一些时间来测试,但预计很快不易燃的锂电池就会上市。2.更快的充电速度某科技大学的研发小组已经开发出一种新型锂电池,思路与其他技术不太一样,并非提升容量,而是充电时间。在短短两分钟内,可以迅速充满70%的电量,并且充电次数超过10000次。这种技术使用了二氧化钛元素而非石墨作为阳极材质,同时高通公司也通过更好的控制芯片来实现更稳定的充电效果。这种技术的特点是成本低廉,十分适合移动产品及电子汽车行业。3.锂阳极某大学的科学家们在几个月之前发表了一篇论文,发现超薄碳团簇可以允许锂金属作为阳极,电量提升是目前石墨阳极的10倍。不过,目前其效率仅能达到96%,进入大众电子消费市场尚需时日。4.柔性锂电池我们都十分期待完全柔性的电子设备出现,但即便柔性屏幕已经获得了不小的进展,但电池仍是一个问题。LG最近展示了一款可完全卷曲的OLED屏幕,屏幕、电路及电池也是可弯曲的,这是我们看到最接近科幻电影中的柔性电子设备。另外,一家中国某地某公司也在近日宣布开始生产柔性陶瓷聚合锂电池,拥有极为安全的特性。虽然电池容量可能不太理想,但非常适合可穿戴设备,有望在今年于市场中推出。5.锂硫及锂空气电池另外两个极具前途的新类型锂电池,则是锂硫及锂空气电池。前者的特性是不需要高挥发性溶剂,大大减少了起火隐患,即便是遭受较大冲击;后者从理论上拥有更高的能量密度,适合电力汽车等产品,但面临的挑战是需要新型的电极及电解质。从目前来看,锂硫电池具有大容量、低成本、高安全性的优势,极有可能率先成为主流。6.超级电容超级电容是一种不同于传统锂结构的电池技术,能够实现大容量以及超高速的充电形式,但主要障碍是电容通常无法储存能量。许多世界知名大学都在研发不同储存材质的超级电容电池,包括碳纳米流体、石墨烯等等,不过这些技术还存在笨重、高能量聚集稳定性等隐患,短期很难在消费市场中普及。7.镁电池镁也是一个有望被应用在电池领域的金属元素,镁离子能够携带两倍于锂离子的能量,同时拥有更短的充电时间和稳定的性能。镁电池在几年前已经完成了商业化应用,所以相对其他新型电池材质来说,有望更快出现在消费领域。以上新型电池技术都尚处研发阶段,但可以肯定的是,基于锂电池的改进技术更有望率先登陆市场,我们有望在几年内使用到充电速度更快、更加耐用和安全的锂电池。而超级电容、镁电池等完全不同的电池类型,则尚需时日完善,一旦成功,电子设备的下一次革命便会到来。程欣余

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