因為基於簡單的氧化/還原反應的化學電池是最有效的可逆電能儲存形式，其反應原理就是從原子內加減電子。地球上只有90種天然元素，因此，人們的研究中心很容易集中在質量最輕、氧化還原電位最高的鋰元素上。任何其他元素質量都更重，傳輸的電壓也更少。這就是電池“革命”。

鉛酸蓄電池和碳鋅電池曾佔據主導地位超過50年，前者至今仍然是發動機啟動的標準。1972年，我用上了第一個可充電的消費電子產品——“寶馬之腦”。這些口袋計算器有三節AA鎳鎘電池，從那時起，可充電電池迅速發展，但這些電池採用的原料都是重金屬，而且有毒，更受限於戰略金屬。過渡時期的電池技術是70年代末用於摩托車的鉛酸凝膠電池和用於膝上型電腦的鎳-金屬氫化物，只是比鎳鎘電池好點。

我們現在正在研究鋰離子電池技術，在元素週期表中，沒有比它更輕的元素了。在你的有生之年，你可能會看到電池的壽命再延長2-4倍，生產規模的擴大會讓電池成本再降低三分之一，然後，電池的發展就到盡頭了。這就和白熾燈的市場演變差不多。

事實上，電晶體革命曾經是奇點。電子資訊處理穩步前進，每18個月速度和密度就能翻一番，而尺寸、重量、功耗和價格都能降一半。經過五十多年的時間，所有的引數都經歷了無與倫比的市場轉變，變為了50年前的百億分之一。現在可以用10美元買到3000億個電晶體，而在60年代初，那可是電晶體的單價。

我們再也看不到這樣的情況了，因為資訊是唯一沒有恆定質量、尺寸或能量的產品。其他的所有產品都有物理限制，從百萬到一都是鳳毛麟角，而從千萬到一則完全不可能。

這對可再生能源具有深遠的影響。可再生能源大多是是間歇性的，不到一半的時間就能獲得。盆友們，趁太陽還在頭頂上熠熠生輝照耀著地球的時候，人類應該學會如何利用能量。

回答，電池技術這些年一直有突破。最近10年更是小有成就，之所以感覺不到，是因為需求突飛猛進，但研發還是循序漸進。

也就這20年，電池連續經受了，鉛酸，鹼性，鎳鎘，鎳氫，磷酸鐵鋰，三元理，快充等幾次革命。而正在研發的還有還有奈米，超級電容等五花八門的電池技術。而我們身邊的許多東西還沒有這樣的進步，比如汽車發動機，音響，冰箱空調等常見家電。有人竟然還是用20年前的電冰箱。但沒人是用20年前的電池了。

實際上嚴格說起來，整個這10年，科學的進步非常有限，科技發展放緩。至少1997到2007的發展速度，步子遠遠比2007到2017發展的快的多。

而再此之前人們對電池的依賴從沒有像今天這麼迫切，特別是電動汽車，移動智慧終端對電池的希求極為迫切。

而電池是何技術，是能源儲存技術，也是能源技術的一個分之，而這幾年隨著需求的增加，電池技術也就幾十個分之都在研發。但是隻不過有些誤入歧途。比如磷酸鐵鋰電池雖然研發成功，單因為能量密度比不如一般的鋰電池這一條就輸的一塌糊塗，投入的巨資化為烏有。 最近研發的奈米電池，超級電容電池等地。誰敢保證不會像磷酸鐵鋰電池，等離子電視一樣失敗。

那麼他們就沒必要冒著比亞迪和a123的風險在量產一種新技術電池了。因為現有的電池都已經供不應求。沒有競爭就進步。因為沒有競爭，intel原地踏步了10年（相比顯示卡），因為沒有競爭，汽油價格不僅更高品質還下降，因為沒有競爭滴滴服務每況日下。 因為沒有競爭鋰電池最近開始原地踏了。

當然，化學電池研發技術瓶頸，（極限）成本制約，整個人類的技術瓶頸期也是一個原因，但絕不是最重要的。

前20年電池經歷了幾次革命，未來20年電池還會有巨大突破，特別是電動汽車普及後，電池技術才真正的突飛猛進。

說電池是人類六大技術瓶頸之一麼！

肯定是難啊！

可以想象一旦電池技術解決，那將給世界帶來翻天覆地的變化啊！

要是蘋果手機一管子電池能用一個月，那特斯拉就能繞地球跑一圈啊！

這還得了啊？！

那我們人類就更牛了，

上月球啊火星啊，

住個十天半拉月的度個假那就都成小事了，

現在說是好像石墨烯挺火，

不知道啥樣啊！

能源革命是很困難的，一個電池，其實不單單涉及到物理，化工，材料等領域，一個小的突破都會顛覆一個產業，你看街上的充電寶，在以前，在以前，移動充電根本不可行，用1.5v的鎳鎘鎳氫等，還是沉重的鉛酸電池，所以根本沒有消費類移動電源的市場，，18650出現後，瞬間就是一個新的產業了。看看從20世紀80年代的鎳鎘，到鎳氫，再到鋰電池。就已經走過二十多年了。新能源更迭時間都是按世紀算的。

可以反向想一想，如果電池技術真的突破了，手機能用兩年不充電，那麼裡面的電能如果在短時間內釋放出來，會是什麼後果？

這時候你攜帶的就不是手機了，是手雷！上飛機，高鐵都不能帶了，因為有嚴重的安全隱患。

其實電池技術實際比我們想象的更先進，二戰時候美國的無線電發報機，到現在火星車的電池，其實技術上已經成熟了，最大的問題還是價格，無論是特斯拉還是手機，都是優先使用便宜電池，為啥，貴了你買嗎，特斯拉要是用美國火星車的電池，跑個幾千公里充電不是夢，可是價格估計土豪都吃不消……現階段電池技術其實還是在尋求電池成本降低化，不是在追求效能容量這類，所以這種成本控制對消費者而言並沒有太大感受，而電池生產廠商感受就完全不一樣了。

為什麼這麼多年還沒有容量突破，這個沒法回答，有些技術瓶頸要花多長時間突破那是沒譜的。電池容量主要由電極決定，或者說是由正極和負極材料中容量較小的那個短板決定的。

現在的鋰離子電池正極容量應該還是短板。電極容量的提高之前一直在進行電池工藝改進，把電池容量做的越來越接近極限了。也就是說工藝再改進，提升也非常有限了，因為這種材料的極限就在那，突破不了，這種極限是由物質本身的結構和相應的性質決定的。於是大家發現要是不把電池電極材料換一種，估計提升容量是沒譜了。

我具體不是做鋰電的，但是瞭解到現在電極材料也有很多種正在開發，開發電極材料是個遠比想象麻煩的事情，不是光充電放電容量高就行。電極穩定性，穩定性不高自放電就大，自放電大那你充個電放一個禮拜就沒電了；電極材料密度要高，密度不高體積就大，就算你的容量大但是也塞不進電池裡還是沒用；還要安全性好，手機經常充電放熱，或者在陽光充足的地方使用時，溫度很容易到40多度，安全性不好就會起火，而且在高溫下電極本身效能就趨向於劣化；最後這些都解決了，你還要保證你的電極材料的原料和生產工藝都足夠簡單易於工業化，要是個個裡面都需要加點鉑、銠、銥什麼的，做出來電池你也買不起。

所以不光是電池，任何一種已經工業化產品，既然已經投放市場多年，說明技術已經很成熟，相應地要做出技術革新是非常困難的。電池行業現在炒得最熱的電動汽車用的二次電池技術，東邊的日本早在1980年代就開始研究試製了，不也到近幾年才看見有產品量產出來？

大多數產品效能的提高都不是象摩爾定律描述的積體電路一樣，隔幾年就翻一下的。

P.S. 10.1 補充：

之前一直在忙沒時間補充，我來說說為什麼樓下的放錯了重點，不是針對作者，none personal，只是不想別人被誤導了。

一個電池所使用的電極材料的種類決定了這種電池的理論極限容量，而這個材料的選擇是由這個電池利用的電極反應原理決定的。而並不是所有的物質都可以作為電池的電極材料的，原因就在於並不是所有物質都可以構成電化學反應對。

二次電池（充電電池）內使用的電化學反應應該滿足的基本要求，應該是 在物質上是相互可逆的電化學反應。比如在充放電過程中，都不能生成氣體。因為假如放電過程生成氣體之後，氣體就跑掉了，那這個反應的逆反應要怎麼進行呢？也就是說如何能充電呢？畢竟物質是守恆的。所以任何一個二次電池，設計一個可用的可逆反應是首要的。而這種可逆反應並不是隨手就可一抓一大把的。這也是為什麼化學物質那麼多，但是市面上的充電電池主流就那麼幾種，鎳鎘（汙染大效率低已淘汰）、鎳氫、鋰離子電池等。因為可行性高的反應不多。

在設計好的反應基礎上，這個反應可逆性越高當然越好。其他的一些因素包括，電極材料密度越高越好，電荷轉移量越高越好（電荷轉移量指的是1 mol電極活性物質發生反應時透過外電路的電荷數），還有其他一些跟容量無關但是對電池實用性有很大關係的，比如大電流下充放電效能（效能好可以快速充電，也可以短時間大電流放電從而提供大功率輸出，因此汽車用動力電池很看重這個），高溫下充放電效能（可以使用的溫度域更寬），電極反應時的電壓即放電平臺電壓（高平臺電壓在相同電流下輸出功率高，P=IU），迴圈壽命等等。

一直在突破。新技術，新材料都是存在的，不是吹出來的。但是，所有的進步前提一定是安全、穩定！沒有這個前提，一切免談！不然你以為呢？火箭都能發射到太空了，手機還不能1年不充電？新材料新技術好突破，然而安全穩定卻是一直突破不了的難題。一個三星NOTE7電池爆炸都快把三星中國市場炸沒了，哪個廠家敢不要命啊？假設就算廠家勉強推出，監管部門也不允許啊，這種事情豈是兒戲！再等等吧

現在的手機廠商只注重配置，大部分產品零件都是拿別人的來用，裝配上去就OK了，至於電池沒人想去研發，研發電池也有一定困難，既然大家都不想突破幹嘛要花那個錢呢，還不如跟著形式走一步是一步，什麼時候電池研發成功了在買過來裝手機上就好了，根本沒必要自己花那個錢去搞什麼研發。

目前市面上的手機，無論安卓還是蘋果，電池都是內建的鋰電池，雖然剛開始還能撐一天。但用著用著就不行了，從一天一充變成一天兩充，再到一天三充。安卓相比於蘋果還好點，因為蘋果手機電池容量都很小，所以迴圈充電多次以後，電池就像假的一樣，打打遊戲連半天都撐不下來。

　　安卓手機電池容量大些，普遍3000mAh以上，所以還能用的久些。事實上，現在手機更新頻率快的首要原因就是電池在迴圈用到一年的時候，基本就廢了，根本用不住。所以手機現在幾乎相當於快消品，更新換代的頻率特別高。

　　那麼，為什麼廠商不把電池容量做的大些呢?接下來就讓筆者為大家分析分析。

　　其一，安裝大容量電池意味著手機體積的增加，這就會導致手機厚度的增加，不難發現，目前市面上電池容量達到4000mAh以上的手機，厚度普遍都在8mm以上，這就極大的影響了手機的美觀，從而影響了使用者的體驗。

　　所以如果單純的做大手機電池容量，佔用的手機整體空間必然導致其他硬體要有所削減，畢竟魚與熊掌不可得兼。

　　其三，手機廠商把現在的手機電池都內建，一是為了整體沒有縫隙的美觀，二是由於目前手機硬體的質量太好，電池如果可以像以前一樣更換，手機用個三五年不成問題，這樣就導致手機更新換代的頻率會降低，廠商的技術格新也就沒了意義，手機銷量也會因為一塊小小的電池被侵蝕。

　　所以說，要想手機電池能用的住，除了買一個大容量的充電寶以外，更好的方法就是擁有一臺大容量電池卻又不失時尚的手機。

未來真正要研究的是連線無線網就能充電，或者發明一個無線充電，類似無線路由器一樣的無線充電裝置，手機透過無線連線就可以直接充電，這樣手機的電池體積可以變得更小跟薄，給手機騰出空間來放置其它功能元件，手機可以變的跟硬幣一樣薄，如果有電池的話手機永遠不會變薄了，只能定格在現在這個厚度了，比如蘋果手機現在越來越厚了，反人類的設計就是以為電池體積大，攝像頭技術等無法突破導致手機不能變薄

當今電池技術到了一個瓶頸階段，但不可否認近些年電池技術也有不小進步，比如鋰電池從90年代的標稱電壓3.6V發展到現在的3.85V，能量密度不斷提高。5號鎳氫電池單節容量從80年代的450mAh發展到現在的2800mAh，而目前基本到了擠牙膏狀態。

一個是技術方面的限制，考慮到手機輕薄美觀不可能把電池做成充電寶。一個是商業方面的考慮。電池容量小了，養活了很多的充電寶企業。加快了手機的消耗，讓手機一直能夠保持在兩年左右的使用期限。這也是為什麼現在手機都做無法更換的原因。究其源頭，是蘋果手機這個坑爹大戶帶領了無法更換電池的浪潮。老外坑人。

這個問題可以這樣來看:

第一個是電池目前已經發展到一個比較高的階段，可以拿TNT的能量密度和三元鋰電池的電池密度做一個對比，將會發現，相比TNT炸藥鋰電池的能量密度已經相差不是那麼大了，TNT也就是鋰電池的幾倍而已，因此電池再有質的飛躍的話，就和炸彈無異了。

第二個是電池體系的事，電池體系不改變的話，不可能有大的技術突破，鋰電池的種類變來變去，也跳出去這種電池體系。

是天限，化學電池就是這麼弱雞。

能量是什麼？是物質在狀態、形式轉化時釋放或者吸收的輻射、震動；轉化進行的越深入、越徹底、越基礎，吸收或者釋放能量的比例、效率就越高。比如化學能比發條彈簧強大，生長燃燒比凝結蒸發強大，核燃料比石化燃料強大。

電池的能量來自於分子層面化學轉化帶來的電動勢能的吸收或釋放，要進行這種轉化除了核心“原料”還需要大量輔材，特別是還要考慮雙向可逆、使用壽命、穩定安全和成本環保等因素，要想趕上石化燃料的“熱值”，幾乎是天限的不可能。

而燃燒是我們最為熟悉的自然狀態下最容易進行一種能量轉化，化學內能釋放變為熱，簡單徹底。核能則是更深層次的內能釋放，所需的“燃料”是來自地球深層與地表完全不同狀態下“放射性物質”，轉化的比例雖小但特別徹底。

不過雖然化學電池的儲能可能永遠趕不上燃料的熱值，但電力驅動比內燃機效率高，電動機控制器等總體結構也要比內燃機變速器來得簡單輕便，電池廠商再努努力，電動汽車在總質量近似的情況下接近燃油車效能還是可以預期的。

隨著電動聯網智慧駕駛的普及，不過電池技術有沒有突破，內燃機會不會淘汰，很有可能未來自己動手隨意開車會變成一件奢侈或者說難以實現的事兒。

順帶說一句，驅動汽車方面電動確實比內燃機有好得多的效率，特別是中低速，但如果是取暖制熱，那就是實打實拼“熱值”了，更何況內燃機效率那麼低熱就是白來的副產品。再加上電池低溫效能下降，所以冬天，電動車真是怕冷。

但是啊，往往制約我們手機使用的第一大敵人，還是電池。

那就具體說說電池。

像蘋果、三星或者其他安卓手機的電池，從一天一充到一天兩充三充，可以說很多消費者換手機的一個重要原因就是手機電池的問題。加上現在更新換代那麼快，手機真是個巨大的開銷。

也就這20年，電池連續有：鉛酸，鹼性，鎳鎘，鎳氫，磷酸鐵鋰，三元理，快充等幾次革命，也算是發展迅速了。而正在研發的還有還有奈米，超級電容等五花八門的電池技術。

而我們身邊的許多東西還沒有這樣的進步，比如汽車發動機，音響，冰箱空調等常見家電。有人竟然還是用20年前的電冰箱。但沒人是用20年前的電池了。

大約花費0.3KB的流量，哈哈哈哈哈。

畢竟，我辣麼萌~

回答：其實不是的，人類的電池技術一直都在進步，但是想要基礎性的突破，那就是需要基礎學科的突破。

雖然都是鋰電池，但是現在理論上，奈米矽基鋰電池已經出現了。我們之前都聽說過石墨烯負極材料的鋰電池，充電速度快，但是實際上矽基鋰電池的電池理論上的電池密度更大，而且能夠大大提高充電的速度，100W+不是問題。

所以說，人類的充電技術是一直進步的，尤其是以前使用的不是鋰電池的時代，我們的進步是巨大的，鋰電池出現，大大提升了安全性，充電的可用性。

你要知道，電動汽車的出現比燃油的汽車還要早一點，但是為什麼最近才出現電動汽車？那是因為以前的電動汽車的續航太差了，十來公里就不行，上百年之前就出現了。但是一直被冷藏，直到最近幾年，電池技術進步了，才有電動汽車的出現。

但是，看起來，現在的電池技術還不能滿足大家，為什麼是這樣呢？

當初，發明的電池並非鋰電池，而是更加不耐用的電池材料，而是科學家們一種一種材料的嘗試，最後確定了鋰電池適合我們。

鋰電池適合我們，是因為鋰電池相對安全，而且迴圈的次數多，成本不高。

怎麼樣才能找到更加合適的材料？

那就是需要材料學的進步，材料學的進步就牽涉到化學、數學、物理等學科。材料學、數學、物理學、化學等學科的進步，這些基礎學科的進步，每一點進步都相當艱難，因為人類的知識已經相當豐富了。

同時，即使新的材料發現之後，我們還需要想辦法降低生產成本才行，不然是無法大量生產的。