鉅大LARGE | 點擊量:1038次 | 2021年03月15日
為何電池的可充電次數(shù)有限?
普通人或許會對這個問題感到疑惑,發(fā)出這樣的疑問:為何我的電池不能充電了?或者投訴:我剛剛充好,它就又用光了!
這是熱力學(xué)第二定律的結(jié)果,該定律支配著事件萬物,無論何時發(fā)生的現(xiàn)實過程,都會浪費掉一定量的能量,而這些能量是絕無可能被回收利用的。
電池充電或放電,都會浪費一點能量,而這一點點浪費關(guān)于電池而言,是無法恢復(fù)的。
為了設(shè)想它們的工作機理,考慮一下電池的使用情景,類似于在兩個杯子之間轉(zhuǎn)移水。使用電池就像將水從一個杯子倒入另一個杯子中,給電池充電就是將水倒回到第一杯子里。
即使你持續(xù)好幾次都沒有在杯子外掉落一滴水,但是每個杯子里總會殘留下你無法倒出來的一點點水。
現(xiàn)在想象一下,在2、3年(手機電池)或10到20年(電動汽車)中來回傾倒數(shù)百次甚至數(shù)千次。
隨著時間的推移,所有的陰差陽錯都會導(dǎo)致相當多的水流失到杯子外面。
即使只是溢出幾乎不可見的水滴比如十分之一毫升假如發(fā)生了10000次,就會變成一升。這甚至還沒有計算進蒸發(fā)之類的影響。
就像把水從一個杯子倒到另一個杯子時,水不可防止地會有損失相同,為電池充電所需的能量比實際存儲的更多,并且電池可用的能量比儲存在其中的更少。浪費掉的能量與儲存能量的比例隨著時間的推移而上升。
換句話說,你使用電池的次數(shù)越多,浪費的能量就越多,電池就會越早進入僵死狀態(tài),無法進行充電。
我和其他人正在研究如何讓電池放電充電循環(huán)得更為順暢地以減少浪費,但熱力學(xué)第二定律確保了沒有人能夠一勞永逸地解決這一問題。
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