電池技術(shù)革命的新方向，或許比想象的更簡(jiǎn)單

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對(duì)于如今的大多數(shù)消費(fèi)電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō),，它們的問(wèn)題其實(shí)在于“性能”與“能效比”這兩個(gè)指標(biāo),，在進(jìn)步速度上的不匹配。也就是說(shuō),，雖然手機(jī),、電腦的性能和能效其實(shí)都在普遍提升，但由于性能進(jìn)步的速度遠(yuǎn)大于能效改善的速度,，就導(dǎo)致了設(shè)備的功耗實(shí)際上還是在水漲船高,，續(xù)航往往也普遍在縮短。

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那么,，要如何才能真正改善設(shè)備的電池性能呢,？針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，最近幾年各大廠商確實(shí)沒(méi)少下工夫,。各類定制的,、超高能量密度的電芯已是屢見(jiàn)不鮮，甚至一些更有“追求”的品牌還開(kāi)始從底層技術(shù)下手,，自研了電解液材料,、正負(fù)極金屬配方、充放電的管理芯片等,。

然而,，如果我們告訴大家，在普遍進(jìn)行高技術(shù)力,、大投入的電池相關(guān)研發(fā)背后,，這些廠商很可能普遍忽視了一些更基本的,、也更簡(jiǎn)單的問(wèn)題，大家會(huì)不會(huì)感到意外呢,？

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老實(shí)說(shuō),，我們感到挺意外的。因?yàn)榫驮诮���,，一篇�?lái)自加拿大達(dá)爾豪斯大學(xué)的相關(guān)研究論文指出,，整個(gè)行業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)普遍在電池上使用的、看似不起眼的絕緣膠帶材料,，很有可能才是這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵所在,。

要解釋這個(gè)問(wèn)題，首先需要知道,，迄今為止的可充電電池普遍都存在著一種名為“自放電”的現(xiàn)象,。也就是當(dāng)電池完全沒(méi)在工作,、正負(fù)極甚至沒(méi)有接通時(shí),，其內(nèi)部的電量都會(huì)不斷減少，而且是明確可以探測(cè)到的,、以“放電”的形式在減少,。這與通常認(rèn)為的，電解液自然變質(zhì)之類的其他因素造成的容量衰退并不是一回事,，而且程度要?jiǎng)×业枚唷?/font>

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顯然這并不正常,，因?yàn)槿绻�電池在放電，那就說(shuō)明電路必然是接通的,、電池里的電子在流動(dòng),。但事實(shí)是，發(fā)生“自放電”的電池正負(fù)極根本是開(kāi)路,。難道電池不工作的時(shí)候,，也能擊穿空氣、自己給自己通上電了不成,？

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為了搞清楚這個(gè)過(guò)程中到底發(fā)生了什么,，研究人員先是將幾組電池暴露在不同的環(huán)境溫度中，然后在一段時(shí)間后“解剖”了這些電芯,。

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實(shí)驗(yàn)中觀察到電池內(nèi)部被染紅的電解液

結(jié)果令人大吃一驚,，處在較高溫度環(huán)境下的電池中，內(nèi)部的電解液發(fā)生了明顯的染色情況,。其中比較嚴(yán)重的一些電池電解液更是變成了鮮紅色,，而正常的電解液應(yīng)該是無(wú)色透明的才對(duì)。

為什么電解液會(huì)染色,？唯一的解釋,，就是在高溫環(huán)境下電池內(nèi)部的什么東西發(fā)生了分解,，并侵入到電解液中、污染了它,。在對(duì)變色的電解液進(jìn)行化學(xué)分析后,，研究人員很快就找到了問(wèn)題的答案，那就是PET膠帶,。

如果你拆解過(guò)現(xiàn)代的一些電子設(shè)備可能會(huì)注意到,，現(xiàn)在許多電池的電極都是通過(guò)焊接，或者纖細(xì)的插拔口與設(shè)備主板PCB進(jìn)行連接,。而為了讓這些脆弱的觸點(diǎn)和插口更加穩(wěn)固,、不容易因?yàn)闆_擊（比如設(shè)備的碰撞、跌落）發(fā)生脫落,，許多廠商都會(huì)在觸點(diǎn)外面覆蓋一層PET膠帶作為絕緣的固定措施,。

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那些黃色的、覆蓋在電池外部和電池周邊電路板上的東西,，就是PET絕緣膠帶

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沒(méi)錯(cuò),，看到絕緣這個(gè)詞，相信大家都能理解,，制造這種膠帶的PET（化學(xué)名：聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）材質(zhì),，本身當(dāng)然是不導(dǎo)電的。但問(wèn)題就在于,，最新的研究發(fā)現(xiàn),，當(dāng)PET膠帶受熱時(shí)會(huì)分解出一種名為“氧化還原梭”的物質(zhì)，而“梭”類物質(zhì)則有一個(gè)很大的特征,，那就是它們本身會(huì)運(yùn)載電子,。

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于是乎，吊詭的事情就這么發(fā)生了,。本該絕緣的膠帶卻分解出了能導(dǎo)電的產(chǎn)物,，而這種與電子高度親和的物質(zhì)，則會(huì)直接通過(guò)電池的正負(fù)極侵入其內(nèi)部,、并污染電解液,。

此時(shí)在電池的電解液內(nèi)部，大量源自膠帶分解產(chǎn)生的氧化還原梭,，實(shí)際上就相當(dāng)于構(gòu)成了一條聯(lián)通正負(fù)極的“內(nèi)部回路”,。它們會(huì)不斷地在正負(fù)極之間運(yùn)輸電子，消耗電池內(nèi)部的電力,。而從外部看起來(lái),，電池就好像平白無(wú)故、在沒(méi)有接通的情況下發(fā)生了“自放電”,。

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那么要如何解決這個(gè)問(wèn)題呢,？參與此次研究的助理教授邁克爾·梅茨格 (Michael Metzger)的表示,，其實(shí)只需用“不會(huì)分解的穩(wěn)定材料替代PET膠帶就行，這對(duì)于行業(yè)而言只不過(guò)是一件小事,，但它絕對(duì)會(huì)給電池帶來(lái)改進(jìn)”,。

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當(dāng)然，他或許并不熟悉消費(fèi)電子行業(yè),，所以這個(gè)建議其實(shí)還有一種實(shí)現(xiàn)方式,。比如說(shuō)，只要用別的方式（而不是膠帶）來(lái)實(shí)現(xiàn)電池正負(fù)極的固定,，自然也會(huì)有相同的效果,。舉個(gè)最簡(jiǎn)單的例子，以前那些可更換的,、直接卡在“電池倉(cāng)”里的電池,，它們其實(shí)就是那么做的。

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