鋰電池是最常見的一種電池,因為它可以在最小的空間內存儲最多的電量。這需要通過能量密度來衡量,也就是每千克電池所能存儲的電量,以瓦時(wh)為單位。鋰電池的能量密度一般在150至250瓦時/千克之間。換句話說,鋰電池比其他類型的電池更小、更輕,因此能夠壓縮設備的體積,但依然較長的電池續航時間。
設備中的電池可以存儲電量,之后,內部的化學物質便會以任何可能的方式釋放電量。但這同樣會出現問題,這是鋰電池的缺陷之一:倘若電池放電過度,內部的化學物質便會分解,生成過量的氧化鋰,從而燃燒,并生成更多的氧化鋰,如此反復。化學家稱之為“熱失控”,普通人看到的是著火。
由于有可能著火,所以必須對鋰電池進行嚴密控制。電池廠商通過充電控制器來管理電流,從而實現這一目的。事實上,每一塊電池都內置有一臺小型電腦來防止其過度放電。這個組件還可以控制充電期間進入到電池中的電流,在即將充滿時放緩電流,避免過度充電。
未來發展
電池技術一直在進步,全球各地的很多實驗室都在研究新的電池技術,以便取代鋰電池,或是開發更高級的鋰電池技術。在這些新技術中,很多都用到了超級電容,從而在瞬間存儲電量,然后瞬間釋放,效果類似于閃光燈。由于幾乎不涉及化學反應,超級電容可以大幅加快充電時間,但目前的超級電容只能在一瞬間釋放電量,不符合多數移動設備的要求。
能夠利用氫元素發電的燃料電池也將很快誕生。今年1月的拉斯維加斯國際消費電子展(CES)上展示的Nectar燃料電池系統可以使用10美元的燃料桶來支持手機運行兩個星期。然而,燃料電池的體積還不夠小,無法安裝在手機中——Nectar系統只能為手機內置的鋰電池充電,但卻無法取代鋰電池。
硫磺最終也有可能用到鋰電池中。美國斯坦福大學的科學家最近就開發了一種電池技術,可以利用納米技術將硫磺加入到現有的化學成分中,最高能將鋰電池的能量密度提升5倍,而且還能延長使用壽命。不過,這種技術無法在幾年內投入市場。
