电池技术|电池技术革命的新方向,或许比想象的更简单

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但另一方面 , 看过我们三易生活此前相关内容的朋友可能还记得 , 对于如今的大多数消费电子产品来说 , 它们的问题其实在于“性能”与“能效比”这两个指标 , 在进步速度上的不匹配 。 也就是说 , 虽然手机、电脑的性能和能效其实都在普遍提升 , 但由于性能进步的速度远大于能效改善的速度 , 就导致了设备的功耗实际上还是在水涨船高 , 续航往往也普遍在缩短 。

那么 , 要如何才能真正改善设备的电池性能呢?针对这个问题 , 最近几年各大厂商确实没少下工夫 。 各类定制的、超高能量密度的电芯已是屡见不鲜 , 甚至一些更有“追求”的品牌还开始从底层技术下手 , 自研了电解液材料、正负极金属配方、充放电的管理芯片等 。
然而 , 如果我们告诉大家 , 在普遍进行高技术力、大投入的电池相关研发背后 , 这些厂商很可能普遍忽视了一些更基本的、也更简单的问题 , 大家会不会感到意外呢?
【电池技术|电池技术革命的新方向,或许比想象的更简单】老实说 , 我们感到挺意外的 。 因为就在近日 , 一篇来自加拿大达尔豪斯大学的相关研究论文指出 , 整个行业长期以来普遍在电池上使用的、看似不起眼的绝缘胶带材料 , 很有可能才是这个问题的关键所在 。

要解释这个问题 , 首先需要知道 , 迄今为止的可充电电池普遍都存在着一种名为“自放电”的现象 。 也就是当电池完全没在工作、正负极甚至没有接通时 , 其内部的电量都会不断减少 , 而且是明确可以探测到的、以“放电”的形式在减少 。 这与通常认为的 , 电解液自然变质之类的其他因素造成的容量衰退并不是一回事 , 而且程度要剧烈得多 。
显然这并不正常 , 因为如果电池在放电 , 那就说明电路必然是接通的、电池里的电子在流动 。 但事实是 , 发生“自放电”的电池正负极根本是开路 。 难道电池不工作的时候 , 也能击穿空气、自己给自己通上电了不成?
为了搞清楚这个过程中到底发生了什么 , 研究人员先是将几组电池暴露在不同的环境温度中 , 然后在一段时间后“解剖”了这些电芯 。

实验中观察到电池内部被染红的电解液
结果令人大吃一惊 , 处在较高温度环境下的电池中 , 内部的电解液发生了明显的染色情况 。 其中比较严重的一些电池电解液更是变成了鲜红色 , 而正常的电解液应该是无色透明的才对 。
为什么电解液会染色?唯一的解释 , 就是在高温环境下电池内部的什么东西发生了分解 , 并侵入到电解液中、污染了它 。 在对变色的电解液进行化学分析后 , 研究人员很快就找到了问题的答案 , 那就是PET胶带 。
如果你拆解过现代的一些电子设备可能会注意到 , 现在许多电池的电极都是通过焊接 , 或者纤细的插拔口与设备主板PCB进行连接 。 而为了让这些脆弱的触点和插口更加稳固、不容易因为冲击(比如设备的碰撞、跌落)发生脱落 , 许多厂商都会在触点外面覆盖一层PET胶带作为绝缘的固定措施 。

那些黄色的、覆盖在电池外部和电池周边电路板上的东西 , 就是PET绝缘胶带
没错 , 看到绝缘这个词 , 相信大家都能理解 , 制造这种胶带的PET(化学名:聚对苯二甲酸乙二醇酯)材质 , 本身当然是不导电的 。 但问题就在于 , 最新的研究发现 , 当PET胶带受热时会分解出一种名为“氧化还原梭”的物质 , 而“梭”类物质则有一个很大的特征 , 那就是它们本身会运载电子 。