很多人都擔(dān)心自己的智能手機(jī)電池會(huì)耗盡，盡管手機(jī)制造商不斷聲稱(chēng)，自己研制的手機(jī)電池壽命會(huì)有所提高，但是人們往往覺(jué)得手機(jī)總是處于“垂死邊緣”。這很可能是“容量衰減”的結(jié)果，也就是說(shuō)，每次你對(duì)手機(jī)進(jìn)行充電時(shí)，就會(huì)有一定數(shù)量的電量被浪費(fèi)。每次手機(jī)充電的時(shí)候，浪費(fèi)電量的比例就會(huì)增加。

因此，你每次插上智能手機(jī)對(duì)電池充電時(shí)，實(shí)際上是在讓電池壽命變得更糟糕，這讓人們覺(jué)得電池不久就會(huì)耗盡。盡管研究人員試圖使電池充電更快，使用時(shí)間更持久，但是他們不可能制造出真正持久的電池。

這項(xiàng)研究報(bào)告發(fā)表在Conversation網(wǎng)站上，美國(guó)愛(ài)荷華州立大學(xué)的史蒂夫·馬?。⊿teve Martin）教授解釋稱(chēng)，無(wú)論工程師如何努力工作，沒(méi)有電池能夠永遠(yuǎn)持續(xù)使用。

為什么電池會(huì)“死亡”呢？小孩在有時(shí)會(huì)問(wèn)他的電池驅(qū)動(dòng)玩具車(chē)何時(shí)停止運(yùn)行？所謂的“永久性電池”是什么樣？相同的問(wèn)題可能在每位智能手機(jī)用戶(hù)腦海中閃現(xiàn)過(guò)，他們?cè)噲D在手機(jī)屏幕電量耗盡之前發(fā)送最后一段文字信息。

像這樣的研究在全球范圍內(nèi)持續(xù)進(jìn)行，相應(yīng)的技術(shù)可使電池充電速度更快，壽命更長(zhǎng)，而且充電和放電的次數(shù)會(huì)更多。但是，就像你想要的那樣，制造一個(gè)真正電量永恒不變的電池是不可能的。馬丁說(shuō)：“我從事熱力學(xué)理論教育30多年時(shí)間，到目前為止，還沒(méi)有任何證據(jù)表明我們可以打破基本的科學(xué)規(guī)律，獲得永遠(yuǎn)不會(huì)‘死亡’的電池?！?/p>

“容量衰減”

電池科學(xué)家和工程師稱(chēng)，當(dāng)前電池的主要問(wèn)題是“容量衰減”。通常人們會(huì)問(wèn)這樣的問(wèn)題：“為什么我的電池?zé)o法充電？”還有一些人抱怨稱(chēng)，我剛給手機(jī)充電，它怎么又沒(méi)有電了？

這是熱力學(xué)第二定律的結(jié)果，熱力學(xué)第二定律指出，只要有一些真實(shí)的過(guò)程發(fā)生，它就會(huì)在該過(guò)程中浪費(fèi)一定數(shù)量電能，并且無(wú)法恢復(fù)。

想像一下這是如何工作的，電池的使用就像在兩個(gè)杯子之間傳遞水一樣。使用電池就像把水從一個(gè)杯子里倒進(jìn)另一個(gè)杯子里，充電的時(shí)候需要把水倒回第一個(gè)杯子里。即使你來(lái)回倒水一兩次沒(méi)有灑一滴水，但是每個(gè)杯子里總有一點(diǎn)你無(wú)法倒出來(lái)的殘留水。

現(xiàn)在想象一下，在兩到三年的手機(jī)電池使用時(shí)間里，或者10-20年電動(dòng)汽車(chē)的電池使用時(shí)間里，會(huì)有成百上千次充電過(guò)程。

隨著時(shí)間推移能量浪費(fèi)不斷增長(zhǎng)

隨著時(shí)間的推移，成千上萬(wàn)次電池容量衰減將導(dǎo)致大量電池能量損失。即使將一個(gè)幾乎觀察不到的水滴噴灑出去，例如：0.1毫升的水，如果它發(fā)生了1萬(wàn)次，那么損耗的水量就能達(dá)到1升。

這甚至不包括在某種程度上導(dǎo)致一個(gè)杯子失敗的可能性，甚至?xí)ジ嗟乃?，例如：漏水或者加熱，以及水分蒸發(fā)。就像水從一個(gè)杯子中倒入另一個(gè)杯子的過(guò)程中，水不可避免地會(huì)減少，更多的能量需要補(bǔ)充電池，而不僅限于現(xiàn)有存儲(chǔ)容量，隨著時(shí)間的推移，相對(duì)于電池儲(chǔ)存能量，浪費(fèi)的電池能量比例會(huì)逐漸增大。

事實(shí)上，你使用電池頻率越高，消耗的電池能量就越多，電池很快會(huì)到達(dá)一個(gè)極限點(diǎn)——處于“死亡狀態(tài)”，不能再繼續(xù)充電。目前，馬丁和其他同事正在研究新的方法，使耗電-充電循環(huán)運(yùn)行得更加順利，期間減少浪費(fèi)的電池能量，但是熱力學(xué)第二定律總是無(wú)法完全擺脫這一現(xiàn)狀。