明明是部好手機,電池卻還是只夠用一天的真正原因:關鍵在摩爾定律

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智慧型手機的「電池」是使用者經常抱怨的話題之一,大部分的智慧型手機都不能使用超過一天,為什麼會這樣?

現在試圖回想我們使用 Nokia 3310 的那個年代,它幾乎擁有現在看來「夢幻般的電池壽命」。的確,現在的智慧型手機比 Nokia 3310 好多了,有高畫質螢幕、拍照能力能可與相機一較高下,還可以播放 Netflix 影片、在網路上開直播、玩各種類型的手機遊戲。

不過,問題是:為何電池的技術沒有跟上智慧型手機的步伐呢?

電池技術發展遠落後摩爾定律

國外科技新聞網站《The Verge》訪問了  Venkat Srinivasan,他是阿貢能源儲存科學協作中心的電池專家。Venkat Srinivasan 指出,這與「摩爾定律」有關。

摩爾定律(Moore’s law)是由英特爾(Intel)創始人之一的戈登·莫耳所提出,其內容為積體電路上可容納的電晶體數目,約每隔兩年便會增加一倍,半導體行業大致按照摩爾定律發展了半個多世紀,PC、網路、智慧手機的技術改善與創新都與摩爾定律的延續相關。

Venkat Srinivasan 指出,電池的發展速度與摩爾定律完全不匹配。雖然我們的手機變得更好(這也這代表需要更多電量)但這個速度卻比電池技術進步的速度還要快上許多。

鋰電池技術走到極限?

智慧手機的電池並非沒有任何改進,但今日手機中的可充電電池幾乎都是鋰電池。這種電池具有重量輕、能量密度高的特性,是智慧手機、電腦、電動車的電池首選,但同時也具有易燃與爆炸的安全疑慮。

這也是我們自 1990 年代以來就一直使用的電池材料,科技發展至今,我們已經到達了鋰電池的「極限」。鋰電池無法兼顧安全性與能量密度,發展到了瓶頸。

目前研究人員正在研究新的電池技術,例如固態電池。《科技報橘》(TechOrange)上(6)月稍早也 報導 了一種水系鋰電池,其穩定性較傳統鋰電池更高也更安全。

「手機電量只夠用一天」的現象仍會存在

日前馬里蘭大學化學與生物分子工程系的教授王春生及其團隊成功開發出能量密度高達 304Wh/kg 的水系鋰電池,與目前的商用鋰電池相當,未來可望商用化,同時解決傳統鋰電池的痛點,如熱失控。

不過,真正的問題是,即使這些新型態電池誕生了,到時候我們的手機早已經變得更先進、有更多功能,也需要更多電量,這可能會讓我們在未來持續習慣這種「手機電量只夠用一天」的生活。

參考資料來源:

1.《The Verge》:〈Why are phones so good but batteries are still so terrible?
2.《DeepTech 深科技》:〈  水系锂电池获关键突破,能量密度超 300Wh/kg,或成电池发展的未来  〉

(本文提供合作夥伴轉載,首圖來源:Max Pixel,CC  Licensed。)

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