威澳门尼斯人36366com:可让电动汽车行驶1000英里

来源:http://www.bddnv.com 作者:财经资讯 人气:140 发布时间:2019-08-03
摘要:电池黑科技问世,但商业化还得再等等 安卓、IOS的出现算是彻底葬送了功能机的未来,完成手机行业第一次变革。尽管智能手机的发展依然十分迅速,每年都会有新的功能或者技术热点

电池黑科技问世,但商业化还得再等等

安卓、IOS的出现算是彻底葬送了功能机的未来,完成手机行业第一次变革。尽管智能手机的发展依然十分迅速,每年都会有新的功能或者技术热点,例如指纹识别、曲面屏以及今年的全面屏概念,但这些终究只是锦上添花,无论是体验还是功能上都没有带来重大的转变。那么手机领域下一个突破口在哪里,这个问题作为消费者或是厂商都有必要去思考……

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行业观察

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生活中,电池容量不足时常困扰着电动车和智能手机用户。性能稳定、价格合理的超级电池是人类多年来追寻的梦想。现阶段人们对超级电池的形象描述可概括为:一次充电,可以让电动汽车行驶1000公里,让智能手机玩一周,充电时间能控制在几分钟内,最好可无线充电。这种超级电池的市场规模不低于1万亿美元。当前,美国、中国、日本和韩国都在冲刺超级电池。

生活中,电池容量不足时常困扰着电动车和智能手机用户。性能稳定、价格合理的超级电池是人类多年来追寻的梦想。现阶段人们对超级电池的形象描述可概括为:一次充电,可以让电动汽车行驶1000公里,让智能手机玩一周,充电时间能控制在几分钟内,最好可无线充电。这种超级电池的市场规模不低于1万亿美元。当前,美国、中国、日本和韩国都在冲刺超级电池。

生活中,电池容量不足时常困扰着电动车和智能手机用户。性能稳定、价格合理的超级电池是人类多年来追寻的梦想。现阶段人们对超级电池的形象描述可概括为:一次充电,可以让电动汽车行驶1000公里,让智能手机玩一周,充电时间能控制在几分钟内,最好可无线充电。这种超级电池的市场规模不低于1万亿美元。当前,美国、中国、日本和韩国都在冲刺超级电池。

电池技术一直是制约手机、笔记本等电子设备甚至新能源汽车发展的主要因素。尤其在智能手机完成了从硬件、软件到设计等一系列跨越式发展的背景下,电池已成为用户“吐槽”最多的部件之一。

目前来看,智能手机领域各方面发展已经相当成熟,全面屏概念一出现就吸引了大量的关注。严格意义上来说,真正的全面屏手机目前市面上还没有出现,而三星S8、小米MIX实际屏占比也没有超过90%,只是在宣传策略上采用全面屏的口号。但从小米MIX、三星S8的市场表现来看,消费者对于全面屏手机的渴望并没有那么强烈,更多地只是新鲜感。

目前常用的锂离子电池1991年才开始商业化,主要有钴酸锂、磷酸铁锂和锰酸锂3种类型。钴酸锂电池能量密度最高,但高温下不稳定,其他两种能量密度不高。可充电电池的第五代产品——锂金属电池诞生于1996年,在安全性、比容量、自放电率和性能价格比方面,均优于锂离子电池。但距离超级电池的要求,还有较大差距。

目前常用的锂离子电池1991年才开始商业化,主要有钴酸锂、磷酸铁锂和锰酸锂3种类型。钴酸锂电池能量密度最高,但高温下不稳定,其他两种能量密度不高。可充电电池的第五代产品——锂金属电池诞生于1996年,在安全性、比容量、自放电率和性能价格比方面,均优于锂离子电池。但距离超级电池的要求,还有较大差距。

目前常用的锂离子电池1991年才开始商业化,主要有钴酸锂、磷酸铁锂和锰酸锂3种类型。钴酸锂电池能量密度最高,但高温下不稳定,其他两种能量密度不高。可充电电池的第五代产品——锂金属电池诞生于1996年,在安全性、比容量、自放电率和性能价格比方面,均优于锂离子电池。但距离超级电池的要求,还有较大差距。

前些时候,有媒体报道称,国内某品牌厂商申请了一项锂电池发明专利,以创新型技术大幅提升电池的快充能力,被媒体誉为“革命性突破”。

也就是说,全面屏可以是一个热点,但不会成为推动整个手机行业再上一个大台阶的助力。细细思索一下,手机行业几十年来,有一点是消费者非常在意而厂商又表现的有心无力,那就是续航。你们也许根本没有意识到,手机电池技术在近十几年内都没能有重大突破,甚至在未来的十几年内都依然停滞不前。

石墨烯有望引发电池新突破。2004年诞生的石墨烯,其特点是具有良好的导电导热性能:作为电导体,其导电性可与金属铜媲美;作为热导体,它是现有材料中最好的,更难能可贵的是,这种材料在很薄的时候,仍有很高的硬度。石墨烯已被各大工业国列为重要材料进行深度开发。目前,石墨烯应用于电池上的研究基本上有3个方向:

石墨烯有望引发电池新突破。2004年诞生的石墨烯,其特点是具有良好的导电导热性能:作为电导体,其导电性可与金属铜媲美;作为热导体,它是现有材料中最好的,更难能可贵的是,这种材料在很薄的时候,仍有很高的硬度。石墨烯已被各大工业国列为重要材料进行深度开发。目前,石墨烯应用于电池上的研究基本上有3个方向:

石墨烯有望引发电池新突破。2004年诞生的石墨烯,其特点是具有良好的导电导热性能:作为电导体,其导电性可与金属铜媲美;作为热导体,它是现有材料中最好的,更难能可贵的是,这种材料在很薄的时候,仍有很高的硬度。石墨烯已被各大工业国列为重要材料进行深度开发。目前,石墨烯应用于电池上的研究基本上有3个方向:

不过,很快就有业内人士表示,电池技术是全行业瞩目的焦点,但短时间内这种创新型技术难以实现商业化,手机“电池焦虑”还将伴随用户一段时间。

技术限制让我们一直选择妥协

一是以石墨烯形成全新体系电池。就是说以石墨烯制造一个全新体系的电池,在性能上是颠覆性的,称作“超级电池”。使用这种材料制作的电池,能量密度超过600wh/kg,是目前动力锂电池的5倍,一次充电时间只需8分钟,可行驶1000公里;电池重量只有锂离子电池的一半,体积也会大幅缩小,减轻使用该电池汽车的自身重量;电池的使用寿命更长,是传统氢化电池的4倍,锂电池的2倍;其成本将比目前锂电池降低77%。这些物理参数都符合超级电池的要求。

一是以石墨烯形成全新体系电池。就是说以石墨烯制造一个全新体系的电池,在性能上是颠覆性的,称作“超级电池”。使用这种材料制作的电池,能量密度超过600wh/kg,是目前动力锂电池的5倍,一次充电时间只需8分钟,可行驶1000公里;电池重量只有锂离子电池的一半,体积也会大幅缩小,减轻使用该电池汽车的自身重量;电池的使用寿命更长,是传统氢化电池的4倍,锂电池的2倍;其成本将比目前锂电池降低77%。这些物理参数都符合超级电池的要求。

一是以石墨烯形成全新体系电池。就是说以石墨烯制造一个全新体系的电池,在性能上是颠覆性的,称作“超级电池”。使用这种材料制作的电池,能量密度超过600wh/kg,是目前动力锂电池的5倍,一次充电时间只需8分钟,可行驶1000公里;电池重量只有锂离子电池的一半,体积也会大幅缩小,减轻使用该电池汽车的自身重量;电池的使用寿命更长,是传统氢化电池的4倍,锂电池的2倍;其成本将比目前锂电池降低77%。这些物理参数都符合超级电池的要求。

开辟“快充干道”,提升充电速度

“新买的手机第一次充电时间要12小时以上”,这个梗可能是最能体现锂电池取代镍氢电池的历程了。锂电池不具备记忆效应,能量密度以及使用寿命上都要优于镍氢电池。如果我说这是近几十年来手机电池在技术更替上最大的突破你会相信吗?

二是以石墨烯强化现有电池性能。将石墨烯运用到现有电池上,改进提升锂电池、太阳能电池等电池性能,力图达到超级电池的性能。对于那些已投巨资建设锂电池工厂的企业,短期内很难再投资开发一种全新电池,利用石墨烯的特性来提升现有锂电池性能,或许更为现实。就石墨烯属性来说,作为最薄、最坚硬、导电性良好且拥有强大灵活性的纳米材料,石墨烯可广泛应用于锂离子电池、超级电容器及太阳能电池等储能产品中。石墨烯的特殊结构决定其可以提升电池中的锂离子获得高速率通道的性能,可以帮助锂电池技术突破长期难以逾越的障碍。目前,以石墨烯和硅为原料研发的手机电池,每次充电仅需15分钟,便可让手机运行一周。

二是以石墨烯强化现有电池性能。将石墨烯运用到现有电池上,改进提升锂电池、太阳能电池等电池性能,力图达到超级电池的性能。对于那些已投巨资建设锂电池工厂的企业,短期内很难再投资开发一种全新电池,利用石墨烯的特性来提升现有锂电池性能,或许更为现实。就石墨烯属性来说,作为最薄、最坚硬、导电性良好且拥有强大灵活性的纳米材料,石墨烯可广泛应用于锂离子电池、超级电容器及太阳能电池等储能产品中。石墨烯的特殊结构决定其可以提升电池中的锂离子获得高速率通道的性能,可以帮助锂电池技术突破长期难以逾越的障碍。目前,以石墨烯和硅为原料研发的手机电池,每次充电仅需15分钟,便可让手机运行一周。

二是以石墨烯强化现有电池性能。将石墨烯运用到现有电池上,改进提升锂电池、太阳能电池等电池性能,力图达到超级电池的性能。对于那些已投巨资建设锂电池工厂的企业,短期内很难再投资开发一种全新电池,利用石墨烯的特性来提升现有锂电池性能,或许更为现实。就石墨烯属性来说,作为最薄、最坚硬、导电性良好且拥有强大灵活性的纳米材料,石墨烯可广泛应用于锂离子电池、超级电容器及太阳能电池等储能产品中。石墨烯的特殊结构决定其可以提升电池中的锂离子获得高速率通道的性能,可以帮助锂电池技术突破长期难以逾越的障碍。目前,以石墨烯和硅为原料研发的手机电池,每次充电仅需15分钟,便可让手机运行一周。

如今,电子设备的发展越发呈现出极端化的趋势:处理器核心越来越多、屏幕越来越大……于是,在手机集成零部件数量大幅增加、耗电量越来越多的情况下,对手机电池性能的要求也就越来越高。但电池技术的发展,却难以追上硬件设备增加的速度。

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三是以石墨烯催化燃料电池性能。用特制的石墨烯材料替代铂作为催化剂,来制造燃料电池所需的氢燃料。燃料电池是将燃料具有的化学能直接变为电能的发电装置。与其他电池相比,具有能量转化效率高、无环境污染等优点。“质子传导薄膜”是燃料电池技术的核心部分。现有的质子薄膜上常存在燃料泄漏,因而降低了电池有效性。但质子可以较为容易地“穿越”石墨烯等二维材料,而其他物质则很难穿越,这就可以解决燃料渗透的问题,从而增强电池的性能。

三是以石墨烯催化燃料电池性能。用特制的石墨烯材料替代铂作为催化剂,来制造燃料电池所需的氢燃料。燃料电池是将燃料具有的化学能直接变为电能的发电装置。与其他电池相比,具有能量转化效率高、无环境污染等优点。“质子传导薄膜”是燃料电池技术的核心部分。现有的质子薄膜上常存在燃料泄漏,因而降低了电池有效性。但质子可以较为容易地“穿越”石墨烯等二维材料,而其他物质则很难穿越,这就可以解决燃料渗透的问题,从而增强电池的性能。

其实,常见的锂电池工作原理并不复杂。目前,应用较多的锂电池负极材料多采用石墨烯,正极则多为钴酸锂。

续航一直是消费者购买一款手机的重要考量因素,依然记得功能机时代,手机正常使用一周都是常态,而如今大部分用户的要求只是能够满足日常使用一天而已,再后来大部分智能手机采用了不可更换电池的设计,出门必带充电宝成了用户的日常。

石墨烯技术的应用至今仍处于初级阶段,尤其是能让电池体积和重量大幅缩小的单层石墨烯材料,成品率低,生产成本高,成为石墨烯电池难以产业化的重要成因。因而,通过进一步创新,完善技术工艺,降低生产成本,是今后石墨烯电池发展的关键。目前,我国在石墨烯研发及应用上走在世界前列,已有多款石墨烯电池和石墨烯锂硫电池取得了突破性进展。

石墨烯技术的应用至今仍处于初级阶段,尤其是能让电池体积和重量大幅缩小的单层石墨烯材料,成品率低,生产成本高,成为石墨烯电池难以产业化的重要成因。因而,通过进一步创新,完善技术工艺,降低生产成本,是今后石墨烯电池发展的关键。目前,我国在石墨烯研发及应用上走在世界前列,已有多款石墨烯电池和石墨烯锂硫电池取得了突破性进展。

想要获得更高效的供电,一般的方式是探索新的正负极材料。近日,国内某品牌厂商申请的锂电池发明专利,正是引入了能量密度更高的材料,并通过掺杂硅基材料的创新技术,在充电的过程中,为带电的锂离子开辟了一条“快速干道”,从而实现大幅提升充电速度的目的。

可以看到的是,受限于目前的电池技术,我们一直在手机续航的问题上进行妥协,哪怕要采用充电宝这种略显尴尬的解决办法。而如今智能手机屏幕分辨率已经向着4K方向发展,再加上硬件性能的提升,对于续航时间的要求也会越来越高。

当然,全球在电池领域的研发不仅限于石墨烯,日本就在研发利用镁生产性能更高、成本更低的蓄电池;瑞典正在研究利用碳纤维来提高锂电池的性能。但这些新技术要真正实用化,甚至形成巨大的产业,还需要经过市场的洗礼。

当然,全球在电池领域的研发不仅限于石墨烯,日本就在研发利用镁生产性能更高、成本更低的蓄电池;瑞典正在研究利用碳纤维来提高锂电池的性能。但这些新技术要真正实用化,甚至形成巨大的产业,还需要经过市场的洗礼。

该技术一经报道便迅速引起了人们的关注。如果这项技术能在智能手机电池中得到应用,显然可以提升智能手机的使用体验,打破行业的技术瓶颈,更充分地发挥智能手机的优势。

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总之,寻找超级电池的过程,是科技创新的过程,也是产业结构优化的过程。以石墨烯为代表的超级电池实现突破之日,将是包括电动车、手机、电脑等一切靠电力驱动设备变革之时,对多个行业将具有颠覆性意义,必将为人类生活翻开新的一页。

总之,寻找超级电池的过程,是科技创新的过程,也是产业结构优化的过程。以石墨烯为代表的超级电池实现突破之日,将是包括电动车、手机、电脑等一切靠电力驱动设备变革之时,对多个行业将具有颠覆性意义,必将为人类生活翻开新的一页。

多种方案可选,新充电方式值得期待

更有意思的是,这个问题也养活了一堆厂商,生产充电宝、背夹电池还有最近站在风口的共享充电宝产业。不只是手机领域,由于电池技术原因,智能手表的续航短成为了用户最不能接受的,一定程度上也影响了智能穿戴行业的发展。

从1973年第一部移动手机诞生以来,电池似乎总在扮演“拖后腿”的角色。还记得大哥大时代吗?硕大的大哥大机身中,镍镉电池占据了相当多的空间,而且它的充电耗时也很长。

目前解决续航的办法均不是最直接有效的

从镍镉电池到镍氢电池再到锂电池,其实电池技术已经完成了一些革命性的进步。大幅缩小的体积、更高的能量密度、更快的充电速度,这些都为智能手机使用体验的升级提供了支持。

用户对于手机续航时间的渴望,厂商们也都是看在眼里,并且的确也采取了一些措施加以改善。增大电池容量、快充、无线充电、系统优化。但从每年的旗舰机的续航表现来看,这些并不是解决续航问题最直接最有效的方式。

不过,在能量密度触碰到“天花板”时,电池再难“瘦身”,人们开始对砖头一样厚的机身感到厌恶。目前,通行的做法包括高压低电流快充方案,或者低压大电流快充方案。这次被誉为革命性突破的超级快速充电方案,则是在材料上做文章,另辟了一条新路。

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除了快速充电方案外,还有其他的道路可以选择。前HTC测试工程师陈奎元表示,除了快速充电、大容量电池或新材料电池外,新充电方式也很值得关注。“用户的需求并没有那么复杂,续航能力是主要问题。如果能在充电方式上有所突破,也可提升用户使用体验。”陈奎元说。

增大电池容量

其实,手机行业一直对电池技术非常关注。在去年11月举办的乌镇世界互联网大会上,小米科技董事长兼首席执行官雷军就曾明确表示,他最关注的就是电池技术变革。如果手机电池能像纽扣电池一样,充一次电就可用一两年,这样的技术会颠覆整个行业。

智能手机屏幕尺寸导致机身尺寸不断增大,这也恰好给了手机电池更大的空间,同时电池能量密度的增加也让手机电池容量逐步增大,从诺基亚手机时代1000 mAh到现在非4000mAh手机不买的状态,甚至连10000mAh电池都已经出现了,只是块头比较大。

电池系统复杂,创新须综合多方面考虑

这也是目前手机硬件厂商主要采用的直接提升电池容量的方式,但需要了解的是,智能手机内部空间终究是有限的,绝对不会发展到平板一样大。而锂电池优于电极材料的限制,能量密度提升幅度也比较有限。对于新型电池材料的研究一直在进行,包括石墨烯、碳纳米管等,但能够提升10%的能量密度就已经非常惊人了,可以说目前的锂电池技术已经接近顶峰了,想要借此实现手机续航的革命性突破不太可能。

对于电池技术,很多科学家、研究团队都投入了大量的精力。

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去年上半年,浙江大学高超团队就成功研制出一款新型的铝-石墨烯电池,仅用1.1秒钟即可完成充电,循环充放25万次后依然电力十足,在零下40摄氏度的低温环境中也可正常工作。

间接方式:快充、无线充电

“电池涉及到的变量有很多,系统复杂。尽管在技术上电池已有所突破,但短期内这些前沿技术实现商业化的可能性很小。”通讯行业专家、手机行业自媒体人李殿玺告诉科技日报记者,“除关键技术指标外,电池技术研发还需要关注电池材料本身是否稳定、安全能否得到保障等问题。”

电池技术的发展可能比我们想象中要复杂、困难得多,因此智能手机已经通过快充以及无线充电的方式来间接提升手机的续航体验。快充虽然已经普及,但是目前的充电效率依然不能满足我们的需求。在今年的MWC上,魅族展示了其第三代快充技术,将充电功率提升到了55W,据称20分钟就能够充满3000mAh电池,这一点的确让人期待,但半年过去了关于这方面的消息再没有听到了。

另外,智能手机是商业化程度非常高的产品,用户对于电池易用性、安全性非常在意。“典型的例子就是三星,其Note7手机电池安全事故,在一定程度上导致三星失去了中国消费者的信任。要知道,几年前三星还是中国最大的手机厂商。这么惨烈的教训,国内厂家不可能不引以为鉴。”李殿玺说。

相比快充,个人觉得无线充电更有价值,当然还要有满足要求的充电速度。无线充电的手机早就出现,目前主要也是三星仍然在坚持推出,但却仍然为接触式无线充电,而非我们想象中类似WI-FI一样可以直接隔空充电。 但据说苹果早已申请专利利用无线电波与磁共振真正实现无线充电,拭目以待。

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系统及硬件耗电优化

至于在耗电上的优化,主要集中在硬件和系统优化上,安卓、iOS两大阵营一直在进行,目前来看iOS更加出色,毕竟iPhone 7凭借不到2000mAh的电池续航表现超过一众3000甚至4000mAh电池的安卓手机。不过要想靠系统优化实现续航的翻倍,我还真差点就相信了……

其实你会发现,增加手机续航最有效的方法依然是最笨的方法——增大电池容量。而无线充电的效率一直都不高,至于快充,笔者觉得这的确是一个间接提升续航时间的办法,但前提是充电时间要足够快,现在的手机快充仍需要一个小时以上,对不起,我等不了,我需要缩短到10分钟甚至一分钟才能满足要求。

电池技术的革新需要更漫长的过程

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但这些仍然都不及直接对电池技术做改进来的更加直接。而如今呼声最高的就是石墨烯电池,利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出的一种新能源电池。理论上石墨烯电池在能量密度、充电速率上都要远远优于锂离子电池,但是笔者一直对过于吹嘘的热点比较反感,什么石墨烯电池充电10分钟,续航1000公里(电动汽车),那得多么恐怖的充电功率,对此我只想呵呵一下……

1980年锂离子电池的研究成果在牛津大学首次发表,而直到1991年5月,第一家将锂电池应用到手机的公司才出现,正是索尼。目前有专家坦言,要开发一种新的化学过程大概需要十年的时间,接下来再花十年不断测试、改进,而实现商业化也需要一定的时间。对于新型电池技术的发展,可能我们需要等待的时间更长。

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理想的手机电池应该是什么状态?看过钢铁侠么,钢铁侠战甲有一个非常牛逼的能源题,其实就是核反应堆装置,小小的个体所蕴藏的能量确实让人超乎想象的。假如手机电池能够用上核能源,也就是核电池,又会是怎样的一番场景呢?

笔者宁愿相信微型核电池的未来,都不敢寄希望于“充电十分钟,续航1000公里”的石墨烯电池。核电池利用放射性物质衰变释放出能量的原理所制成,其最重要的特点就是体积小,电力却是普通化学电池的100万倍。简单点说,一块非常小的核电池能够满足在手机有限的寿命内不需要充电了。

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核电池目前除了在军事领域以及航天领域应用之外,还作为心脏起搏器的动力源,其放射源采用的燃料是钚-238,只需要150mg就能让心脏起搏器连续工作10年以上。怎么样,如果能够应用到手机电池上,这不就是最理想的状态么?

但是问题也是很现实的,一直以来,人们对放射性材料都有很大的恐慌,更何况是威慑力极高的核能。不过相比核电池所需要克服的技术性问题更大的事,安全性!安全性!安全性!核电站爆炸、核泄漏等事件在全球依然偶有发生,而手机作为人们随身携带而且内部工作环境较为复杂的设备,对于安全性、稳定性的要求显然更高,而放射性材料的选择上依然是科学家们不断探索的方向。

最后,一个很现实的问题,要想实现商用,成本至关重要。即使上述条件都能够通过技术手段完美解决,那么市场定价几千元的手机电池成本几十万甚至上百万,还是非常感人的吧。

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威澳门尼斯人36366com:可让电动汽车行驶1000英里,周全屏也才那样。手机行业一直在寻找、等待下一个革命性的突破口,显示屏即使做到100%屏占比、无边框也并不能解决用户真正的痛点,除非是3D全息投影,那是革命。而电池作为手机的核心能源,一旦有了革命性的突破也就为手机产品的无限可能提供了保障,这才是变革的开始。

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