凝聚未來

在電子領(lǐng)域，筆記本電腦、手機、MP3/MP4、PDA的翻新和進化速度是十分驚人的，增加功能、提升速度、更加輕薄、擴展內(nèi)存不再以年或季度為單位，而視乎設(shè)計開發(fā)人員的情緒與靈感。但是，有一樣?xùn)|西拖住了電子產(chǎn)品奔向未來的腿——那就是電池。

與電子產(chǎn)品日新月異的飛奔相比，電池的演化速度只能以蝸牛比喻。

1955年發(fā)明的普通堿性電池，也就是我們?nèi)粘Ｊ褂玫?號、7號電池，依然在鐘表、遙控器等小型電子產(chǎn)品中使用；上世紀(jì)70年代初，美國人斯坦福德研制出的鎳氫電池依然占據(jù)充電電池的主流；現(xiàn)在手機、筆記本電腦里使用的鋰電池是上世紀(jì)80年代初美國化學(xué)家約翰率領(lǐng)一個團隊在日本索尼公司開發(fā)出來的。

近幾年頻頻發(fā)生的筆記本電腦著火事故，使電池問題引起了各方高度關(guān)注。當(dāng)近千萬塊的電池被召回后，人們需要面對這個不爭的事實——電池的電能問題還在牢牢地束縛著我們，數(shù)字化作業(yè)或游戲的能力因此也受到很大限制。更不幸的是，近十年來這種狀況沒有多大改觀。電池供電能力與用戶的需求相比還相距甚遠，并且缺乏重大突破。

電池的意義在于凝固能量，它是電子產(chǎn)品的“能量棒”，就像人餓的時候要吃巧克力，我們需要一邊走路一邊聽音樂，于是需要有電池為MP3提供能量。移動設(shè)備電池是一個亟待突破的技術(shù)領(lǐng)域，一些專家認為，消費電子產(chǎn)品、筆記本電腦和通信行業(yè)等應(yīng)該從現(xiàn)有電池的概念框架跳出來，用新型替代技術(shù)來給便攜式移動設(shè)備供電。

他們的一些想法確實異想天開。例如給手機裝塊氫燃料電池，再如給黑莓(BlackBerry)PDA上安裝一個小型燃氣渦輪引擎等。這些概念很超前，即使這些電池得以完善，它也得跨過阻擋在電池替代技術(shù)前面的市場、人文障礙。如果它的價格就像現(xiàn)在市面上的電池那樣便宜，那么它能夠達到每年數(shù)億塊電池的產(chǎn)量嗎?人們會愿意在口袋或錢包里頭揣個內(nèi)燃機嗎?

鋰離子電池自上世紀(jì)90年代起開始替代鎳氫電池，90年代末逐步成為筆記本電腦和手持設(shè)備的主流配置。主要是因為在同樣的體積下，鋰離子能夠存儲更多的電能，也遠比鎳氫材料來得輕便。

過去幾年來，鋰離子技術(shù)在能量密度上又提高了20％～30％。根據(jù)便攜式可充電電池協(xié)會(Portable RechargeableBattery Association)的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在普通的筆記本電池一般都能達到供電4～5小時，而在2004年的一般水平只能維持3小時。目前全世界每年生產(chǎn)的鋰離子電池大約有20億塊。

多數(shù)鋰離子電池都是以內(nèi)部的氧化鈷負極為基礎(chǔ)的。因為它的材料中包含氧，因此極其不穩(wěn)定。如果鋰離子的生產(chǎn)稍有不慎，就可能產(chǎn)生短路或者過熱現(xiàn)象，在某些場合下，電池電解槽內(nèi)部的火花就可能著火。關(guān)于便攜式電池在使用中冒煙著火的報道不斷見諸報端，也讓這個鮮有人關(guān)注的產(chǎn)業(yè)成了媒體焦點。

早在2006年時，鋰離子電池已經(jīng)接近其能量密度的理論極限，但由于沒有新技術(shù)來改變這場游戲，芯片生產(chǎn)商英特爾的工程師和研究人員不得不“一毫瓦一毫瓦”地在系統(tǒng)中尋找能夠減少電力需求的組件。他們從系統(tǒng)中節(jié)省下來的部分，最多使電池續(xù)航時間延長了25～30分鐘。

替代鋰離子電池的另一個辦法就是降低其化學(xué)物的揮發(fā)性，但這樣做會造成電池使用時間的縮短。筆記本制造商早就深刻地認識到，消費者寧可選擇更長的電池使用時間，而并不是十分在意相對來說鮮有發(fā)生的電池燃燒事故。

于是電池制造商開始嘗試各種不同的化學(xué)配方，以期找到一種可以替代甚至超過鋰離子的技術(shù)。今年最具突破性的發(fā)明是鋅空氣電池(zinc Air)，它通過使鋅與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生電能。當(dāng)消費者準(zhǔn)備使用電池時，取掉空氣導(dǎo)入孔上的擋片，空氣中的氧氣成分便作為能量來源產(chǎn)生電能。這種一次性使用的小型電池不比一粒口香糖大多少，而電池續(xù)航能力卻是一般堿性電池或鋰離子相同容量的三倍使用時間。專利擁有者勁量電池公司表示，因為要聯(lián)合電池OEM生產(chǎn)商以及電子產(chǎn)品生產(chǎn)商，這款電池最快將于2010年夏季上市。

電池的應(yīng)用代表著人類對便捷生活的操控能力，高效、低價、安全、環(huán)保是將來便攜式電池的發(fā)展方向。當(dāng)我們注視著古波斯人在公元前200年為神像電解鍍金而使用的簡易酸堿電池時，不僅看到過去的歷史、文化和藝術(shù)，也能看到未來凝聚的力量。