《電子技術(shù)應(yīng)用》
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科技巨頭紛紛研發(fā)新電池 技術(shù)瓶頸突破在即?

2015-05-04

       電池!電池!在處理器速度越來越快、內(nèi)存容量越來越大、屏幕分辨率越來越高的今天,電池技術(shù)似乎還在上個世紀(jì)原地踏步。

  這個“拖后腿的隊(duì)友”不但拉低了整個系統(tǒng)的性能和想象空間,還讓其他元件被迫為其作出妥協(xié)……無論是一線的開發(fā)人員還是終端的消費(fèi)者,對“龜速”的電池技術(shù)的忍耐已經(jīng)到了忍無可忍的地步。

  日前,“忍不住”了的谷歌、蘋果、特斯拉等科技巨頭紛紛傳出加入新型電池技術(shù)研發(fā)隊(duì)伍的消息。有專家稱,在這一熱潮推動下,電池技術(shù)瓶頸的突破或許就在不遠(yuǎn)處。

  谷歌:專人專項(xiàng)攻難關(guān) 欲領(lǐng)時代潮流

  美國《華爾街日報》日前援引消息靈通人士的消息指出,谷歌內(nèi)部有一個專門團(tuán)隊(duì),正在致力于一種新型電池技術(shù)的開發(fā),該技術(shù)可用在手機(jī)、平板電腦甚至電動汽車上。據(jù)悉,該團(tuán)隊(duì)隸屬于神秘的谷歌研發(fā)實(shí)驗(yàn)室GoogleX,由蘋果公司前電池專家拉梅什·巴德瓦杰博士負(fù)責(zé),目前僅有4名成員。

  事實(shí)上,該項(xiàng)目早在2012年年底就已啟動,當(dāng)時主要工作是測試在谷歌設(shè)備中使用的由其它公司開發(fā)的電池。大約一年后,該團(tuán)隊(duì)開始考慮自主開發(fā)電池技術(shù)。目前他們除致力于改善現(xiàn)有電池技術(shù)外,還在研發(fā)更為先進(jìn)的固態(tài)薄膜電池。

   與鋰離子電池不同,固態(tài)薄膜電池使用能量密度更高的固體作為填充材料,這不但提高了電池的安全性能,還讓新電池強(qiáng)度更高、體積更小,因此更適合移動設(shè)備 和可穿戴設(shè)備的使用。在一些特殊使用場景下,將其植入人體也不會有任何問題。近年來,谷歌相繼介入交通運(yùn)輸、醫(yī)療健康、通信、機(jī)器人和可穿戴設(shè)備等多個領(lǐng) 域,對電池的性能提出了更高的要求。

  該消息人士還透露,除巴德瓦杰的電池研發(fā)團(tuán)隊(duì)外,谷歌還有其他的團(tuán)隊(duì)在與知名電池技術(shù)廠商AllCell科技合作,計劃開發(fā)出適應(yīng)能力更強(qiáng)、容量更大的電池。來自網(wǎng)上的一段視頻顯示,谷歌在其用熱氣球?yàn)槠h(yuǎn)地區(qū)提供互聯(lián)網(wǎng)連接的 ProjectLoon項(xiàng)目中,就采用了其中的一項(xiàng)技術(shù),他們設(shè)計了一種能夠在零攝氏度環(huán)境下工作的電池,為懸浮在地球平流層中的熱氣球提供電力。

  蘋果:招兵買馬挖墻腳 無所不用其極

  谷歌并不是唯一一個正在關(guān)注電池技術(shù)的科技巨頭。上月,蘋果公司開始大張旗鼓地招募專家,試圖進(jìn)一步提高其手機(jī)、平板、筆記本電腦的電池續(xù)航時間和用戶體驗(yàn)。

   關(guān)注蘋果公司動態(tài)的科技網(wǎng)站AppleInsider最近發(fā)現(xiàn),過去的一個月,蘋果公司在官網(wǎng)發(fā)布的招聘信息中,與電池技術(shù)有關(guān)的就多達(dá)9個,其中絕大 多數(shù)都與iOS移動設(shè)備相關(guān)。這些崗位包括電池軟件工程師、電源分析工程師、電源系統(tǒng)軟件工程師、固件開發(fā)經(jīng)理、電池封裝技術(shù)經(jīng)理等?!澳軌虬l(fā)現(xiàn)新的解決 方案,提高電池續(xù)航能力,保證設(shè)備優(yōu)秀的用戶體驗(yàn)”是蘋果在這次招聘中最看重的素質(zhì)。

  為了爭奪業(yè)內(nèi)最好的電池技術(shù)專家,蘋果也是蠻拼 的,挖墻腳、打官司都在所不惜。據(jù)國外媒體報道,今年2月美國電池制造商A123系統(tǒng)公司起訴蘋果公司,指控后者挖走其5名頂級工程師。此次訴訟涉及的5 名工程師總共申請了23項(xiàng)專利,主要專長都集中在電芯、材料設(shè)計和制造工程上。訴訟文件提供的其他證據(jù)還顯示,這家著名的手機(jī)制造商可能正在研發(fā)電動汽 車。

有媒體對多種資料進(jìn)行搜索分析后發(fā)現(xiàn),除上述5名工程師外,蘋果至少還從A123系統(tǒng)公司挖走了7名員工,而他們幾乎都掌握有研發(fā)的核心技術(shù)。對此,A123系統(tǒng)公司基于“違反競爭條款”對蘋果和這5名前員工提起了訴訟,同時認(rèn)為蘋果的這一行為屬于“不正當(dāng)競爭”,目前此案還在審理當(dāng)中。

  特斯拉:豪擲億金建新廠 緊抓市場痛點(diǎn)

  看到如此情景,科技嗅覺敏銳的“鋼鐵俠”埃隆·馬斯克怎會置身事外?讓電動汽車揚(yáng)名世界的特斯拉怎會放棄電池這塊核心業(yè)務(wù)?

  不僅要做,而且要做到最大——去年9月,特斯拉宣布要在美國內(nèi)華達(dá)州設(shè)立全球最大的電池工 廠。這個名叫“超級電池工廠”的項(xiàng)目,預(yù)計至少耗資50億美元,覆蓋面積達(dá)500萬平方英尺(約46.45公頃),建成后不僅是世界上最大的電池工廠,而 且在世界所有工廠中,規(guī)模也排得上前幾位。特斯拉稱,到2020年,該工廠將生產(chǎn)超過50GWh的電池,足夠50萬部特斯拉汽車使用。

  馬斯克的判斷是,為了拉低新車型的價格,讓消費(fèi)者更易承受,他必須建造一家每年能生產(chǎn)50萬個鋰電池組的工廠,這相當(dāng)于目前全世界的產(chǎn)量。通過 更大的規(guī)模、更先進(jìn)的技術(shù)和更高的效率,超級電池工廠有望能把電池的成本削減30%以上,由此省下一大塊成本,可以讓特斯拉的售價低至35000美元。

  新技術(shù):鋁電與能源管理看起來很美好

  不久前,一個來自美國斯坦福大學(xué)的研究小組公布了一種可以在不到60秒充滿電的鋁電池技術(shù)。這被認(rèn)為是第一個高性能鋁電池技術(shù),具有充電速度快、壽命長久、成本低廉、使用安全、綠色環(huán)保的特點(diǎn)。

  研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、斯坦福大學(xué)化學(xué)系華人教授戴宏杰稱,他們通過試驗(yàn)確認(rèn)了幾種表現(xiàn)良好的石墨類材料,并用一種相當(dāng)于鹽溶液的等離子液體作為電解液,從而解決了鋁電池研究在材料上的瓶頸問題。不過目前,鋁電池的額定電壓只有普通鋰電池的一半,還需要繼續(xù)改進(jìn)。

  美國Atmel公司最近公布了一種可以集成到多種設(shè)備中的微控制器(MCUs),該設(shè)備功耗極低,從溫度變化或人體運(yùn)動中獲取的能量就能使其維持運(yùn)行。包括iPhone5S和iPadAir的許多蘋果設(shè)備都是由基于該技術(shù)的芯片進(jìn)行電源管理的。

  Atmel公司表示,這種芯片的功耗只有競爭對手的三分之一,是有史以來功耗最低的微處理器,有望將電池的使用壽命延長幾年至十幾年,可被用在 火警、健康、醫(yī)療、可穿戴設(shè)備以及那些需要在田間、海上或偏遠(yuǎn)地區(qū)工作的設(shè)備上。通過使用該公司的picoPower技術(shù)和Event系統(tǒng),這種微處理器 能夠讓設(shè)備不同的部分協(xié)同工作。通過高效率的“共享”能源,整個設(shè)備使用較少的電力即可運(yùn)行,對電池的消耗也相應(yīng)較少。

  此外,還有更多的高科技公司在電池領(lǐng)域進(jìn)行著努力,更多的新技術(shù)有待科學(xué)家們驗(yàn)證,電池技術(shù)明天看起來還是很美好的。


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