那麼多年過去了，為什麼手機電池還是 3000 毫安？

如果現在推出一款續航時間長達 4 天的智能手機，估計它會賣瘋。從 2007 年到 2015 年，8 年時間裏，智能手機的電力始終是用户的痛點，而且不管手機廠商在產品上採用了多少節電的設計，智能手機依然只能維持至多一天半的使用，而大部分手機電力，也只夠大半天使用而已。
不過，我們不能過多的苛責手機廠商，我記憶當中，為了解決電力的痛點，手機廠商把可以用的招數都用上了——在硬件方面，增加電池的容量這自不必説，動態調整 SoC 的內核運行頻率，PSR 自刷新，Nega 負液晶，協處理器，VOOC 快充，20nm 製程等等；在軟件方面，智能手機的節電模式變得越來越激進，進入“超級省電模式”，甚至會直接把屏幕變成黑白，將 3G/4G 無線網絡給斷開，除了手機基本的通話短信功能外，其它 App 都不能打開，至於降低 SoC 的工作頻率，這已經是基本常識。

手機廠商撓破頭皮想了這麼多的辦法節約手機的電量，但仍擋不住越來越耗電的手機元件。屏幕是手機的耗電大户，它現在變得越來越大；4G 網絡也比 3G 網絡更加耗電；現在的手機還希望所有用户默認把藍牙打開；而且，性能越來越強大的 SoC 對改善電力的問題上幫助不大。

更重要的是，手機電池的容量提升到 3000 mAh 之後，就再難進步了。換言之，不管使用多少節電的技術，在手機元件以及由於一直聯網的耗電量越來越大的情況下，手機電池容量若得不到提升，那麼手機的續航時間就很難突破“半天”的限制。現在提升手機電池的技術變得越來越重要，因為特斯拉（Tesla） 之類電動汽車未來會變得越來越流行——更重要的是，特斯拉採用的是和手機電池一樣的鋰離子電池。所以，手機電池技術有任何一點微小的進步，將對手機行業以及電動汽車行業，還有未來更多產品構成深遠的影響。
那麼，為什麼手機任何一個部分在過去 8 年時間都取得了飛躍式的技術進步，但電池部分卻一直停滯不前？安迪（Andy Chu），曾任 2012 年破產的新能源初創公司 A123 高管，對 MIT 科技評論説：

引用能源儲存是大玩家才進入的遊戲，因為在電池上，太多事情可以發生錯誤。我希望初創團隊們能取得成功。但你看最近幾年，情況並不樂觀。

獲得通用電氣與美國能源部投資的新能源初創公司 Envia Systems 也遭遇滑鐵盧——2012 年在華盛頓的重大會議上，它宣稱研發出了能量密度更高，但成本更低的電池。當時，公司主席以及 CEO 阿圖爾（Atul Kapadia）在電話會議上稱公司的電池“電池的成本將會是今天的電池成本的一半以下——可能會達到45%，並且能源密度將會是傳統電池的三倍。”隨後，該公司還與通用達成合作關係，將為通用的新電力車型提供電池。

然而，2013 年 2 月，通用方面檢驗 Envia 的電池時，卻發現雖然電池達到 400 瓦特時/公斤的能量密度，但卻無法支持宣稱的 300 個重放電循環。隨後，通用再經過了廣泛的檢測之後發現，Envia 交付的電池達不到自己所宣稱的標準。——最終通用結束了 Envia 的合同。一顆能源新星最終墮入深淵。
史蒂夫（Steve LeVine）是 QZ 駐華盛頓的記者，他最近寫了一本名為《The Power House》的書籍，裏面描繪了 Envia 在電池技術研發方面所遇到的困難。而它一家的困難，也是千千萬萬家的困難。

Envia 首先面對的困難是，儘管電池工業已經發展多年，但人們對電池的原理依然陌生。換言之，人們可以通過反覆實驗，從而得到一個最優結果，但卻無法説出原因。結果，當技術研發人員試圖改變電池的某一部分時，無法準確把握它所帶來的影響，以至於出現問題時，完全找不到原因。此外，由於對電池理論缺乏足夠深入的瞭解，一些不曾預見的問題，往往潛伏數年後才被發現。

No zuo no die，Envia 在研發上遭遇的困難，部分因為它決定在電池上採用兩種實驗性的電極材料，而非一種。換言之，干擾技術人員的原因又多了一種，以複雜理論的角度來看，不確定因素一多，就會衍生出大量不可預知的問題。

2006 年，Envia 授權阿拉貢國家實驗中心（Argonne National Laboratory）研發一種有前景的電池材料，然而，出現了一嚴重的問題。這個問題被一名產品經理稱之為“厄運因子”——當隨着時間的推移，電池電壓會發生變化，導致電池無法使用。阿拉貢的研究人員調查了問題的原因，但卻找不到可靠的答案。此外，阿拉貢的研究人員在不斷解決研發新材料電極所遇到的問題時，採用不切實際的製造工藝。換言之，即便這個電極研發出來，Envia 也無法通過工廠把它生產出來。
直到 2012 年，Envia 公開宣佈自己發明了一種新電池時，該公司依然不知道原因。LeVine 稱，公司聯合創始人蘇傑（Sujeet Kumar）知道大概原因是出在複合材料的塗層上，但他沒有資源、能力去把背後的原因找出來。最後，公司稱，無法復現自己曾經開發出的高能量密度電池，是因為有一批電池包含了污染物，但公司不知道該污染物是什麼——小小的物理、化學的變動，就能夠令電池的性能產生劇烈的變化。

Envia 這家公司的網站還在，但最近已經少有動靜，也許它還在憋大招。它的故事告訴我們，電池技術難以跨越有幾點原因：

• 電池的基礎理論研究仍有待提高，否則 Envia 就不會無法重現自己曾經的研發成果了；
• 電池的技術攻堅需要耗費大量的資金，非大公司不行。Envia 2009 年、2011 年、2012 年、2013 年分別獲得 770 萬、1700 萬、400 萬、100 萬、300 萬美元的投資、財政支持資金，一共 3270 萬美元——但也研發不出自己宣稱的電池。

題圖來自 energyearth


資料來源：愛範兒（ifanr）作者/編輯：陳一斌