如果和内燃机的发展做比较,锂电池的发展其实非常快,停滞不前的现象是不存在的。之所以会有电池技术停滞不前的感觉是因为现在的数字媒体太发达,三天两头都有关于新技术的新闻铺天盖地的推送给消费者,因此给了消费者“电池技术进步的速度太慢了”的错觉。
电池是一种电能存储装置,利用某些特殊的材料存储电能,然后以人们需要的方式释放出来。一个新电池技术要能普及,成本与安全性是最关键的两个指标,前面说过,电池必须以“人们需要的方式”释放能量,太快、太猛烈的释放是不安全的,控制能量的释放也是最困难的一部分。
从周期表来看,宇宙中的元素就那么多。但是,透过不同元素之间的组合、原子不同的排列方式等方法,能创造出许许多多有着神奇特质的材料,有些材料有着极为特殊的性质,但生产工艺复杂,因而成本极高,难以普及。
不过,任何有着巨大商业价值的材料,即使成本再高,都能随着时间的演进而降低成本,只要能大量生产,就能降低不良率,进而降低成本,普及到市场上。
读者们可以很明显的感受到,世界上新技术进步的速度越来越快,这是为什么呢?答案就在于运算成本越来越低,换句话说,就是同样成本下的计算效能越来越高。人类透过计算机的帮助,分析生产过程中获得的大数据,提升良率、降低成本,使得新技术以大家都能接受的价格快速进入市场。
对电池来说,其核心技术在于材料的研发,前面也说过,透过不同元素之间的组合、原子以不同的方式排列就会得到更先进的材料,如果是用过去不断试错的手段,就会投入多年的时间和大量的金钱,才能发展出一种新材料的低成本加工制造方式。如今,我们有了计算机,利用计算机模拟来“猜测”各种元素之间的组合是否能满足需求,因此大幅加速了新材料的研发、缩短了新材料进入市场的时间。
越先进的材料,需要的计算机运算能力就越高,这是为什么我们还需要等待一段时间才能在材料科技上有突破的理由。摩尔定律到目前为止一直有效,未来很长一段时间也会继续发挥作用,直到人类将光子电脑、量子电脑也商用化,到那个时候,计算机效能将是现在的千倍、万倍,新材料进入市场的速度会更快,电池技术无疑会达到一个新高度,一个类似科幻小说中描述的世界。
计算机的效能达到一个新高度,材料科学也就会达到一个新高度,两者是互相拉拔的,新材料也能让计算机用更少的能量提供更大的效能,半导体行业在过去半个世纪中就是这么发展过来的,而更高的计算能力也会协助我们开发出新的材料。
计算机一直在进步,所以材料就会不断进步,其结果就必然会发展出新的电池技术。所以,稍安勿躁,静候佳音。
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