迅维网

标题: 如果电池技术飞跃，尺寸缩小到现在的10%（同等容量），会对科技界产生什么样的影响？ [打印本页]

作者: 2125326 时间: 2018-1-9 11:02
标题: 如果电池技术飞跃，尺寸缩小到现在的10%（同等容量），会对科技界产生什么样的影响？
假如现在电池技术突然取得突破性进展，同等容量电池尺寸压缩到现在的10%，充电速度提高到现在的10倍，而成本和密度保持不变，那么会对科技界产生什么样的影响？对人的生活方式产生什么样的影响？欢迎大开脑洞来答题……

作者: akmpswv 时间: 2018-1-9 11:02
建议增加能不能充电，充电速率、放电速率，重量容量，安全性，价格等限定条件。
如果上述都变化不大，重量容量也增加到原来的5到10倍（不然密度要比黄金还要大了吧），价格甚至还有所下降的话。

可穿戴设备：
散热技术，散热系统可靠性会成为关注点（避免硬件过热自毁或引发火灾）
显示技术会成为瓶颈，因为有机会把东西装在身上后，柔性屏/透气屏就会成为问题
无线充电技术需求降低，快速充电技术需求增大
新类型的可穿戴设备出现：
比如主动增压过滤的PM2.5口罩
高原上可能也不是带氧气瓶了，而是带增压面罩
美军的动力装甲也会有更大发展

小家电供电形式：
家里更多的灯具采用LED加电池的形式，音箱等也不再拖尾巴
电动工具、电力武器（电动的电锯之类）应用更广
会出现很多共用电池模组的家用工具

民用交通工具上：
城市交通基本会被电池车占领，
车辆充电收费反而更加普遍（明明可以回家充，别蹭我饭馆的）
车辆充电网点也更加普遍（用电动车的人多了，而且能收费能因此盈利了）
电动公交普及
电动飞机、运输用的飞艇可能会投入实用
太阳能飞机/飞艇被用作长期的天空信号站
同时，汽车的动能回收装置会被重视，因为电动车加速快，那么减速回收动能就变得非常重要，相当于现有燃油车的燃油效率，回收动能的瞬时功率和回收百分比都会被重视。
城市快递的无人机体系爆炸式发展（大型飞艇/无人机干线运输，小型无人机直线配送到每家阳台的固定接收站，无人机自主收发包裹和自主充电网络，空中智能交通调度系统）
电动自行车、滑板车就更漂亮了，因为可以把电池藏到圆形钢管里去了。

能源系统：
分布式发电、储电、智能电网爆炸式发展
人类足迹走向更加偏远的地区 (因为发电和储能的灵活性，更有可能脱离电网）
因为智能电网的发展，高压干线越来越少，可以更安心地放风筝和遥控飞机了

海洋：
常规动力潜艇比例有所回升
个人或侦查用微型电动潜艇得到极大的发展
帆船配燃油动力的越来越少，相应的，柔性太阳能薄膜风帆，电池，电动机的组合被更多帆船采用

野生动物保护：
野生动物的信标可以做得更轻巧，信号更强，追踪时间更长，会很有帮助。

作者: 2支棒棒糖 时间: 2018-1-9 11:02

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
很开心的收到一些知友的友好提醒和帮助，原谅这里没办法@你们，比如王尼玛（你是那个王尼玛吗？）、吃货和大湿知友，我实在找不到你们不知道为什么。

另外，我下面算的不是能量密度，不是哦。

其实这是一个蛮不错的问题，原图不删，下面是一本正经的胡说八道：

以NCM523型正极材料和石墨负极组成全电池，电流密度为1C=200mA/g，截止电位为4.3V
首先，同等容量电池尺寸压缩到现在的10%，体积效应不可忽视，取最大化，效果照原来增强10倍。

其次，充电速度提高到现在的10倍。现在最快的充电速度为：5分钟，假设不久之后科技进步到所有的企业都能get到5分钟的技术流水准：

以色列研发新型快充锂电池 5分钟充电行车几百英里

提高十倍后变为30s，即半分钟，于是

~~相当于120C的速度充电

一颗单电池的材料毛重为40g×0.8=32g，1C的电流=32×200=6400mA，这样的话就有

NCM523的内阻级别大概在几毫欧级别（这个确实我没考虑到先进电池的进化，详细查看这篇文章：Electrochemical Investigations on Advanced Lithium-Ion Batteries by Three-Electrode Measurements），内阻取7mΩ，这里取充电时间为30s，于是在这段时间之内产生的焦耳热量：

考虑体积效应：

也就是单颗先进电池的骤聚热量级别能达到10的六次方，下面看看一些具体数字对比：

最为接近的是光晕中星盟的等离子步枪，但是这个属于科幻产物，所以不妨将同等量级的120mm坦克炮弹作为对照。
再深入讨论：
假设未来所有的公司都能实现特斯拉的电池组的组装技术，集结7104块单电池：

列入计算，可得：

总能量可达：

在半分钟内迅速聚集高达十的九次方级别的能量（关于如何收集这部分能量我不管，交给工程技术人员），下面来匹配一下TNT的当量级别：
标准TNT取的是，1克TNT释放4184J，计算可得：

也就是相当于2.1吨当量的TNT爆炸能，下面是不同等级武器的能量分布：

我们的这种先进组装电池的骤聚热量级别已经超过战斧式巡航导弹，也就比平均水平闪电能量低一个能级：

如何释放大量能量？先来参考一下电池安全问题，从这里着手：

图片来自Nature Communication
如这张过热表所示，大致有两大方向使电池爆炸：短路和过载
首先，如果是把先进电池用作炸弹，那么必然要受到撞击，下面使用最简单模型：
1.撞击导致电池爆炸（可行性低）：

2.用过载装置实行爆炸（可行性中）：

3.使用撞击触发装置让电池内置短路（可行性较高）：

下面是异想天开时间：

削一座山头不成问题：

就不要用炸药了，用这种小电池搞定，成本也不高，也不浪费。基础建设以后就靠它了。

接下来就是：

键盘侠们的福利到了，以后谁敢再喷你，加农电池键盘伺候，只要点击Ctrl+C热键，即可发射小型加农炮：

还有呢：
你还在担心南方冬天苦寒吗？

不用担心了，只要一个加农电池供暖器，解决你一个冬天的烦恼：

作者: 47971655 时间: 2018-1-9 11:02
重量密度也是同步提高吗？如果是，燃油车坚定走向走向黄昏6:00时分。
如果不是，燃油车销量少一半。

作者: icihdlfgxf 时间: 2018-1-9 11:02
钥匙链都能上网了！

作者: joy3118 时间: 2018-1-9 11:02
电池技术提升会推动处理器等一系列硬件性能的提升，然后应用软件又把硬件性能榨干，硬件性能提升导致更耗电，结果手机还是一天一充，哈哈~~~

不过嘛，用起来更爽就是了。

想想现在的电脑，性能比之前的提升了多少倍？但还是不够用

作者: wyo315 时间: 2018-1-9 11:02
那三星就不止是炸自己了

作者: m1717 时间: 2018-1-9 11:02
只有现在10%

那可以只用现在五分之一的体积做出两倍的容量。也就是说一个手机也可以有6000多mah，接近一个ipad的容量了

电池提升，自然受益最多的是移动设备，想想看，applewatch只用现在一半体积一半重量的电池就能做5倍续航时间，以前是有网络环境可以用18hr，现在是可以用90hr，也就是接近4天时间。这个一下子就可以打消很多人对aw续航的顾虑

当然了，各种性能问题也都能一定程度解决
比如你把电池变成30~40%，这相当于容量变为原来的3倍或者4倍。这样子即使你把cpu提升100%，续航时间也依然比以前长很多

其实看过一些移动产品设计的就知道，大部分位置都是电池以及屏幕的，真正芯片的位置其实很小

如果以后再能把物理屏幕改成投影式的或是眼睛式的，那么基本上移动设备的问题就差不多和人们科幻作品里的一致了

作者: oLjwRgTm 时间: 2018-1-9 11:02
我就来炮轰炸弹答案的。你们都在讲能量密度大，炸弹多牛逼。
氢元素聚变来看，哪个有e=mc^2,算出来的能量密度大。
但是我给你一千克，你倒是给我弄炸它啊！

不谈能量存储与释放方式，只谈能量密度，就是耍流氓！

抖机灵的收敛些！讲点科学精神。
就单说e=1/2 mv^2,人人都是个大炸弹，当然是相对木星撞上去，但是你首先得能撞上去

作者: xiexueqiao 时间: 2018-1-9 11:02
文科生就该多读书少瞎想。
目前锂电池能量密度大概在每千克0.8–0.9兆焦耳
10倍就是每千克8-9兆焦
TNT能量密度是4.5左右。
这是个大号的炸弹啊。

要来脑洞，不如设想天上掉下100亿更来得方便。

作者: dzlqsq 时间: 2018-1-9 11:02
匪徒：都别过来！不然我就把手机摔在地上踩烂！
-----------------------------------------------
能量密度过高不可能一直稳定，特别是在极端条件下。我们会身处一个到处都是690战术核显卡的世界
手机电池爆炸事件
注意是快十年前的链接了，现在电池能量密度跟当时比不知道高到哪里去了

说很稳定的，不明白为什么飞机上限制带充电宝吗？一根铜线电打火一下，电弧有多长？（请勿于家中尝试）

核显卡就是卖个萌，你们怎么就不明白

---------------
再有喷我的，我就把note7扔过去

作者: qfwoshiyu 时间: 2018-1-9 11:02
我想要电动飞机。

作者: akmpswv 时间: 2018-1-9 11:02
军工方面不懂，理工方面不懂。
题主说因为尺寸缩小90%，成本没有增加，密度没有增加，充电速度提高10倍。这其实说明了：电池的转化、存储、利用率提高了。意味着接刺激能源开发领域，新能源开发肯定会更迅速，发电技术肯定要突飞猛进。化石燃料可能要逐步被替代。雾霾药丸。
同等容量电池尺寸压缩到现在的10%，不代表在移动设备领域可以利用这个技术一味的增大电池容量。目前所有的电池，其实都不能保证一定安全，不同的航空公司以及国际快递对电池容量都有限制，超出一定容量，即被认定为危险品，需要走特殊流程或是拒绝运输。所以，在移动设备领域，这一技术最大的意义在于，会使产品更加便携，而不是续航持续增强(一定会有相应条例出现并对电池容量给予限制)。
(移动设备电池容量达到条例规定限度之后)最直接表现在：
1、移动设备性能更强，功能更多。因为原来装备电池的空间会省下来，用于其他功能性硬件的安装。
2、相机、笔记本更便携。
3、直接导致一大批无绳电子产品的诞生，无绳吹风机，无绳熨斗，无绳吸尘器（早就有了，续航会增加）……出趟差电源线通通不用带，想想就爽。
4、电子产品种类更多了，什么东西都能变成电子的了。毕竟电池那么小，芯片又那么小，什么东西都可以配上，比如冬天会有电子手套，雾霾天会有电子口罩，电子充气式增高鞋垫儿，电子Bra，电子自加热保温杯/饭盒……应用太TM多了。
交通工具：
1、会更轻便，比如我的电动滑板，TM的将近7公斤。谁能想到，买个代步工具竟然导致我的右臂更加粗壮。
2、电动汽车以及电动自行车，此类不需要跨国或是航空运输的交通工具，续航会大大提升，绝不会轻易出现买辆特斯拉但是经常推车的情况。

作者: zhaobai 时间: 2018-1-9 11:02
诺基亚表示不受影响

作者: yanbing2796 时间: 2018-1-9 11:02
只有我关注充电时间的问题吗

作者: nestnall 时间: 2018-1-9 11:02
那样的话特斯拉就会火了

作者: qfwoshiyu 时间: 2018-1-9 11:02
然后安卓就可以弄个虽然待机还是一天但是主动散热的32核手机了。

作者: 694207667 时间: 2018-1-9 11:02
核电池，一百年不充电，一爆炸，祸害一百年！

作者: 華大夫 时间: 2018-1-9 11:02
这意味着！

1，更多程序开发商加重手机游戏的投入比例

2，手机续航持久，但程序耗电量更惊人

3，充电时间变长，苹果手机后盖终于可以拆卸~万能充什么的重新火爆~

4，极有可能！手机比现在更加厚重
因为手机制造商会试图取代本本~

5，你的手机有很多块电池~

6，手机正式兼职暖手宝~

7，电池爆炸威力更惊人，为保安全，将取消直充

8，苹果婊终于不是摆设了

9，手机喜迎涨价~

10，微软开始称霸手机业

说些题外话
如果电池技术真到这地步
那么中国的电池汽车会飞速增加
这将让电力供应吃紧
国家需要扩建电厂

欢迎光临迅维网 (https://www.chinafix.com/)