自從20世紀中期電腦芯片被發明以來，技術進步很快。 讓我們來談談摩爾定律。 每兩年芯片內的晶體管數量增加一倍，其他技術也在進步，終于解決器的性能每18個月增加一倍。 從摩爾定律定義之日起，至今已經過了40多年，但沒有被打破。 一代人在電子行業取得了驚人的進步，摩爾定律被很好地解釋了這些進步的摩爾定律推動，高端智能手機進入億萬人的口袋，比幾十年前的好電腦強大了幾千倍。

從裝置中采用的電池來看，其快速發展與摩爾定律不完全一致。 1991年索尼首次將鋰電池商業化，但截至今天這項技術沒有明顯改變。 汽車采用的技術更古老，內燃機的基本設計、車用鉛酸電池幾十年來幾乎沒有變化。

縱觀設計歷史，公司往往沒有改變的欲望，領域一直運行良好，我們對電池沒有太多的思考。 回顧2000年，手機一次可以充電好幾天。 但是，在過去的十年中，我們進入了高端智能手機時代，電池的不足開始變得嚴重。 與9年前喬布斯發布的iphone相比，蘋果的新手機強大了16倍，但續航時間還很短。

新款舊手機之所以性能差距如此之大，首先要歸功于工程的進步，它是通過提高解決器的性能來實現的，不是一個原因，而是電池更好。 關于毫安時(在一定的放電時間內完全放電產生的電流)，iphone6s比2007年第一代iphone僅提高了22%。

鋰電池的挑戰

鋰電池的設計很簡單。 電池充電后，電子流通過電路輸送到負極，電解質溶液中的鋰離子(帶電粒子)被吸引。 使用電池時，離子通過溶液移動到負極，釋放電流給機器充電。

這是相當基本的化學過程，結果不容易改善。 雖然只能采用幾種元素，但事實表明鋰是合適的。 要改善電池，必須改變電極和電解質的化學成分，但改善會逐步進行，隨著時間的推移，改善會越來越困難。 盡管富裕的科技企業不斷向電池投入資本，但每年電池性能只提高了5%。 事實上，許多電池制造商發現，增加體積，在更大的空之間容納越來越多的離子是提高電池性能的好方法。

對許多人來說，這樣的方法顯然不夠。 高端智能手機只是日常生活的重要部分，現在已經成為我們的基本訴求。 我們用它付錢，用它通信，用它導航。 如果不能使用手機的話，我們會很心煩。 這不算什么。 如果電動汽車、救命的健康設備沒有電，后果會更嚴重。 據預測，太陽能是未來的主要能源，如果沒有太陽，電池需要很大的存儲容量。

替代產品

人們越來越依賴電池，在訴求的推動下，公司投入了大量的時間和金錢開發了鋰電池替代產品。

去年，劍橋大學的科學家開發了鋰空氣( lithium-air )電池，宣布新電池的性能是現有鋰電池的10倍。 新技術主張直接采用空氣體中的部分氧氣電子而不是電池邊緣存儲的電子，電池性能大幅提高，一次充電就可以讓電動汽車從倫敦行駛到愛丁堡。

劍橋的科學家們把這種鋰空氣體電池稱為電池。 其實，這個設計是幾十年前出現的，但是以前流傳下來的過氧化鋰的設計很不穩定，被解釋為不支持多次充電。 如果使用新的化學成分代替氫氧化鋰，功耗的化學反應次數將減少，電池可以重復充電2000次以上。

伊利諾伊州阿爾貢國家實驗室( argonnenationallaboratory )的研究人員上周公布了超氧化鋰電池。 新技術處理了其他鋰空氣體電池的許多主要課題。 新設計可能需要幾年才能商用，至少需要10年。

另一個方案可能同樣行得通。 不是開發更好的電池，而是尋找更好的方法來提供能源。 英國智能能源公司主張，在不久的將來，電子產品可以采用氫燃料電池。

智能能源公司首席執行官Henriwinand表示，使用利用新技術開發的樣機電池，可以連續使用高端智能手機一周，讓無人機飛行數小時而不是30分鐘。 不需要充電。 燃料電池可以在內部更換。 企業與suzuki合作開發了搭載燃料電池的小型摩托車，并與新興的高端智能手機制造商開發了采用燃料電池的產品。 魏南德說:“今后不需要根據電量來安排生活。 他說，使用燃料電池的手機再過18個月就會出現。

對于依賴電池的客戶和公司來說，這樣的速度還不夠快，燃料電池可能需要好幾年才能成為主流。 而且，一點點的技術公司還在投資鋰電池技術，我認為短期內這是個好選擇。

放眼世界，許多公司大規模采用電池。 特斯拉就是其中之一，投資近50億美元在美國內華達建設鋰電池工廠。 另一家耗資巨大的電子公司拒絕依賴劃時代的技術，而重視無線充電技術和快速充電技術，只需30分鐘或1小時就能把電池從0充電到60%。

即使是有希望的新電池暫時也不能代替鋰電池。 新電池還需要多年的測試，進入汽車和手機需要法律許可。 無論誰在競爭中獲勝，其電池都將成為世界的重大突破之一。