如果手機的電量很快就用完了，那么這塊手機就會變成一塊令人討厭的金屬。

Tom'sGuide對蘋果最新的iPhoneXS和iPhoneXSMax進行了電池續航測試，并將結果與各種主流智能手機進行了對比，結果比較令人震驚。蘋果兩款全新iPhone的續航都不如去年發布的iPhoneX。換言之，新iPhone的續航能力沒準還不如上一代的iPhoneX。

為什么你的手機電池續航越來越差？最新研究揭示了鋰離子電池如何降解并為更持久的電池鋪平道路。

根據最新調查結果，鋰離子電池工作原理不是帶電粒子在電池內部以單一，均勻的方向流動，而是以隨機的運動模式來回移動。

這項突破性的研究來自斯坦福大學，麻省理工學院和巴斯大學的研究人員，他們發現我們對鋰離子電池的理解是不正確的。已知帶電粒子通過材料（電解質）在正電極和負電極之間流動，并且該運動產生電荷。然而，之前認為鋰是各向異性的，這意味著它在單一方向上流動，顆粒以單一、均勻的方式通過電池。然而，現在發現，被稱為離子的顆粒實際上在電解質中來回循環和流動。這會在電池內部產生隨機密集的離子，從而產生大量熱量，損壞電池的使用壽命。

斯坦福大學助理教授WilliamChueh說：'我們使用了來自加速器的非常強大的X射線，我們正在使用這些X射線來觀察這些單獨的納米顆粒。該研究利用斯坦福大學SLAC國家加速器實驗室的設施，讓科學家團隊在納米尺度上研究電池的工作細節。他說：“有點像太空，我們考慮粒子在真空中的表現，但電池內部不是真空的，它充滿了液體。”該團隊相信他們將能夠通過改變運輸路徑來解決這個缺陷，并在未來開發出更耐用的電池。

鋰離子電池究竟是怎么工作的？

實際上，鋰離子電池通過將電子從電池的一端“移動到另一端”來存儲和釋放能量。我們可以利用來自那些移動電子的能量來為我們工作，比如為鉆機提供動力一樣。

電池的這兩個“端”稱為電極。一個稱為陽極，另一個稱為陰極。通常，陽極由碳制成，陰極由稱為金屬氧化物的化合物制成，如氧化鈷。

最終的電池成分稱為電解質，它位于兩個電極之間。在鋰離子電池的情況下，電解質是含有鋰離子的鹽溶液。鋰電池也因此得名。將電池放入設備時，帶正電的鋰離子會被吸引并向陰極移動。一旦陰極被這些離子轟擊，陰極就會比陽極充電更多，這會吸引帶負電的電子。隨著電子開始向陰極移動，我們迫使它們穿過我們的器件并利用電子流向陰極的能量來產生電能。你可以把它想象成水輪，除了在這里不是水流動，而是電子流動。

鋰離子電池特別有用，因為它們是可充電的。當電池連接到充電器時，鋰離子以與以前相反的方向移動。當它們從陰極移動到陽極時，電池恢復供另一次使用。與其他電池相比，鋰離子電池每單位重量也可以產生更多的電力。這意味著鋰離子電池可以存儲與其他電池相同的功率，但可以在更輕更小的體積中實現。

具體我們是如何為電池充電的呢？

簡單來講，電池由三個部件組成：正電極，負電極和電解質。

當電池正在充電時，鋰離子從正電極中提取并通過晶體結構和電解質移動到負電極，在那里它們被存儲下來。此過程發生得越快，電池充電的速度就越快。制造電池的材料會嚴重限制該速率。石墨是負極的常用材料，因為它能很好地接受正離子并具有高能量密度。在尋找新的電極材料時，研究人員通常會嘗試使顆粒變小。然而，制造具有納米顆粒的實用電池是困難的，因為它與電解質產生許多棘手的化學反應，因此電池不會持續那么長，而且制造成本昂貴。

為什么電池進步這么困難？

在過去20年里，手機的供電材料幾乎被鋰離子電池統治著，但是相比屏幕，處理器等原件，電池的技術進步卻并不明顯。但當我們為此而焦躁的時候，其實電池研發的科學家們或許比我們還焦躁，因為他們幾乎把元素周期表上所有元素所能組成的物質都進行了推演，力求找到新的正負極材料。

但即想要它足夠安全，又要它具備足夠多的能量以及極高的充放電循環次數，還要滿足工業化的低成本生產，想要做到這些真的要比單純提升晶體管工藝，增加屏幕尺寸難得多得多....