人類的電池技術並非完全停滯不前,而是進步比較緩慢而已,電池利用的是電-化學反應之間互相轉換的原理,本身化學的東西突破就有很大偶然性,無法形成電子行業那種摩爾效應,如果拿今天電子信息技術的發展速度來看待傳統的行業,幾乎所有行業都是“停滯不前”的。請關注:機電貓
技術發展慢是正常的,快才是特例
縱觀人類幾百萬年的曆史,在漫漫長河裏邊,技術發展普遍都是極其緩慢的,比如舊石器時期差不多占了300萬年,也就是人類使用簡單的石頭做工具時間非常非常長,才慢慢過渡到新石器時期,而新石器也占比了5000年以上的時間,可以說技術的突破對于人類而言,慢是非常正常的事情。
即使是我們中國幾千年的農耕社會,一頭老牛,一部手工紡機,一把犁,一個竈台一個鍋,一把菜刀,已經足夠一家子生活一輩子了,幾千年來大部分人都是這樣過來的。像鐵器,造紙,印刷,火藥這些技術的突破,往往都在某個時間段突然發生,並不是連貫性的發明創造,需要好幾代人的時間來完成的。只有工業革命發生以後,人類互相配合研發生産的社會體系進入了正規,技術的發展才相對快了一點,但是一項技術顛覆性創新,也需要上百年甚至更長的時間來突破。
而我們今天,像菜刀,鐵鍋,桌子這些東西,幾千年發明出來了,也許會有那麽一點調整,但是從技術角度而已,並沒有實質變化。而我們吃的米飯,豬肉,青菜,本質上也是一樣的。衣服材料上是有了技術變化,但是也不是連續變化的,化纖出現已經有了多半個世紀了,一直在使用,而棉花也使用幾千年了。至于電飯鍋,電冰箱,空調,電視機等家電,雖然在進步,但是變化的速度也挺慢的,你現在是用的電飯鍋和幾十年前人使用的並沒有太多的差異。
電池同樣屬于變化非常慢的産品,自從伏特電堆在19世紀初期被發明以來,200多年過去了,電池的原理並沒有顛覆性的創新,依然使用了氧化還原反應。這期間是使用了很多種材料,氧化銀電池,鎳氫電池,鎳镉電池,鉛酸電池,锂電池等等五花八門,但是本質和伏特發明的東西沒有太多差異。
像瓦特,卡爾本茨,蔡倫,特斯拉,福特這些人,雖然會帶來顛覆性的發明,也是在某些時間段,突然冒一個出來,時間會隔幾十年甚至幾百年。而人類的電池焦慮,實際上有兩個源頭,一個是手機發展迅速,另外一個是新能源汽車等待突破,這些都是近10多年的事情了,雖然有巨大的需求,但是不代表人類馬上就會有突破。
行業不一樣
如果按照行業來看,軟件進步最快,電子硬件相對快,機械材料次之,生物化工類最慢,一個手機遊戲,可能一個月時間就可以開發出來並完善了,而手機硬件,一般也會一年一變,至于機械設備之類的,幾十年都不好進步,而化工這些可能要上百年,電池可以說是屬于化工類型的,鉛酸電池已經發明100多年了,我們人類在汽車上也使用了上百年,今天還在繼續使用。鉛酸電池的缺點是非常明顯的,汙染環境,容量不足,不用說要在新能源汽車上使用,即使是熄火聽歌,時間長了可能都會傷害它本身。
而考慮到可靠性,穩定性和經濟性,人類一直在容忍中使用鉛酸電池,雖然從技術層面上,锂電池已經可以在汽車上使用來做啓動了,但是主流依然是鉛酸電池。從用電角度而言,使用48伏電壓的電池,效率肯定比12伏要高,但是沒有見過哪家汽車公司大規模使用了48伏電瓶來啓動的,因爲行業已經形成了一個慣性,配套廠家都生産這種産品,哪怕是一點點的改變,都是非常困難的,即使改變之中有很多合理的地方。
而滿街跑的兩輪和三輪電動車,大多數也繼續使用了鉛酸電池來做動力,锂電池廠家不遺余力地推廣锂電池,但是收效非常小,因爲汽車行業講究的是穩定可靠而不是新奇怪異。而锂離子電池是上個世紀90年代索尼公司發明並推廣的,一直也不愠不火,等到智能手機行業爆發了,锂電池才真正走向曆史舞台,而新能源汽車也開始使用锂電池,它才真正讓大衆矚目了。
而現在的智能手機,耗電越來越厲害,主要是手機硬件和軟件每年都在更新進步,這是電子産品和軟件産品,行業特點決定了它們每一年半載就會跑快一倍的,讓普通人都患上了速度焦慮症了,畢竟每天都要對電池充電才可以滿足自己玩手機的充電需求,而以往老的功能機可以待機一周,形成了明顯的對比,都認爲電池不行了。
電動汽車這幾年也成爲交通工具大熱門對象,實際上電動車比內燃機出現還早,就因爲電池無法突破,所以被內燃機壓制了100多年,現在有點舊瓶新酒的味道了,雖然锂電池是可以比鉛酸電池容量大了一點,但是離人們的裏程需求還是有很大差距的,而且它容易爆炸,充電時間長等,只要電池技術沒有突破,恐怕也會被擱置起來的。
電子産品和軟件發展太快,並不是因爲它們有什麽原理和材料上的突破,而是一種技術和工藝上的“累加”,在一定空間裏邊,積累了更多的晶體管而已,它的行業決定了它們能這樣發展,而電池完全是化學反應,除非找到新的材料,或者中原理上顛覆性創新,否則電池是不可能跟得上電子産品的速度的。而這類發明創新,還真需要一個百年不遇的天才來完成,自從愛因斯坦去世後,似乎還沒有一個這麽高級別的物理學家誕生出來,物理學近幾十年的革命性理論突破也沒有,講白了就是有一定的偶然性。電池技術的突破時間,目前看來還真是遙遙無期。
不計成本的東西沒有市場價值
很多人,心中都有疑問,不是有什麽空氣鋁電池,太陽能電池,核電池,固態電池,石墨烯電池,燃料電池等産品嗎,怎麽就無法解決長期續航和移動用電問題。
的確, 幾乎每個月都會冒泡出來一則新聞,某某實驗室,或者某個高校發明了一款電池,容量比現在的锂電池多了好幾倍,或者是充電速度快了多少等等,可是新聞報道過去就過去了,從來沒有一家産品能真正實現了産業化,我們日常使用的,依然是鉛酸電池和锂離子電池這兩種産品爲主的可充電電池。
這些新聞,很多是蹭熱點的企業放出來的,比如某某手機使用了石墨烯電池,將會加快充電速度,容量加大很多,吸足了大衆眼球,本質是爲了打擊對手,賣自己的手機,和電池技術突破沒有任何關系了。
而有些自媒體,爲了讓自己的文章提高閱讀量,東拼西湊一些內容,添油加醋,完全爲了滿足大衆的獵奇心理,講的電池突破都是一些假的東西。
拿最時髦的石墨烯來說,石墨烯是要把石墨剝成一個碳原子厚的薄層,讓它的性質發生了奇異的變化,如果用來生産超級電容之類的産品,理論上可以做到容量非常大,充電瞬間能完成。
但是要加工成這麽薄的産品,目前人類的設備和工藝,要完成是絕對不可能的,這個過程不知道要走多少彎路,而且成本也是奇高的,至少目前是看不到任何希望的,拿這種概念來忽悠大衆,一定是有問題的企業。
冒出來一個概念並不難,難的是如何讓它實現産業化,便宜,穩定可靠才可以讓用戶用得起,買得起,這個才電池技術突破的大難點。