【大纪元8月21日讯】（大纪元记者陈常鹏编译报导）对于忙于跨国业务的飞行旅者来说，膝上型电脑电池的“续航力”比不上客机的情况，常令人沮丧，以致航程中的空档多以阅读客机上的广告型录来打发。科学家们正努力改善电池的蓄电量，但面临有关安全的取舍问题。
据《纽约时报》报导，现今资讯时代的人们，希望他们的电子配件能随身携带，最好可以一直保持电力。但是他们所寄予厚望的现代电池，其改进的速度并无法跟上其所趋动的元件的发展速度。依摩尔定律(Moore’s Law)：电脑晶片上可容纳的电晶体数目，约每隔18 个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。个人电脑速度与性能的提升速度大约印证了摩尔定律，可惜该定律并不适用于电池产品。
科技研发者当然一直致力改进此困境，毕竟电池市场也是有利可图的。可携带、可重复充电电池的市场规模，今年预期可达62亿美元，其中超过10亿枚电池是由索尼(Sony)、三洋(Sanyo)、松下(Matsushita)及三星(Samsung)等世界大厂所制造。
但是科学家们正面临一些物理和化学层面的基本难题：欲在越小的封装空间中储存越多的能量，采用目前的主流技术，则该封装体会变得越加具有挥发性及危险性。
据大纪元6月23日讯，英国知名IT网站inquirer的一名读者表示，他日前在日本参加一次产业研讨会时，会场中使用的一台笔记型电脑竟然起火，并有好几次爆炸声，整个过程持续5分钟以上。经过调查发现，该电脑是戴尔公司的一款产品。
笔记型电脑大厂戴尔(Dell)公司遂于8月14日宣布，将回收可能因过热而造成电脑着火的410万个锂离子电池，反映出此类电池的潜在挥发危险性已不容忽视。该批电池系由日本新力公司旗下的能源装置公司所供应。
虽然造成整台笔记型电脑着火的概率很小，但愈来愈多的电子产品采用此类小尺寸、高电力电源，电池着火的案例也随之增多。
替代石油能源的电力趋动车的发展，也迫切需求高效能电池。电动车所需的电力量约为膝上电脑电池的2000倍。“这样大小的电池是极度危险的。这种技术是有负面性的，亦即其对于制造流程的管控非常敏感”，美国东北大学(Northeastern University)化学与生化学教授穆克吉(Sanjeev Mukerjee)如是说。
锂离子电池具有起火的可能性是肇因于其化学组成。小小的包封空间中的内容物即含有可产生炙燃所需的元素：碳、氧及可燃性流体。这种电池由一种材质为锂-钴氧化物的薄层构成阴极，另有石墨材质的带状物作为阳极，二者之间填充了一个多孔性绝缘体。前述各部件皆浸泡于锂盐类流体电解质中，此成分不巧具有高度可燃性。
当电池处于充电状态时，阴极上的锂离子便向阳极迁移。当电池使用时，锂离子又返回阳极造成电流提供电能。充电状态下缺少锂离子的阴极层是非常不稳定的。若其上有电弧发生，阴极的温度可高升至超过275度。
这种高温足以使阴极材料发生分解反应而释出氧，热量累积至某程度便可发生燃烧，此现象科学家们称作热失控(thermal runaway)。自1980年代开始生产锂离子电池的新力能源装置公司是全球第二大锂电池的生产商。今年初戴尔向该公司反映电池热失控的问题，该公司即调查生产的流程。新力发现由于含锂离子的电解液是装在金属容器内，而且封装锂离子的设备也是金属制造，在绝缘封装时，可能有微米尺寸的金属微粒渗入电池中。此种金属微粒的污染可能穿透绝缘体，造成短路引发电弧，可能会造成电力中断或造成电池过热。
新力公司表示，自从发现这方面的问题，新力已经改善生产及品管的流程，而今年二月之后出厂的电池已经没有金属杂质的问题。
目前科学家们纷纷致力找寻新的、不牵扯碳、氧及可燃物的电化学机制。其中一种途径是发展不可燃性电解质；另一种是杜绝碳元素的使用，例如索尼的新一代电池即采用锡元素。生产替代锂离子电池的Valence Technology公司便采用磷酸盐作为阴极的基质。该公司首席执行长阿克律吉(James R. Akridge)说：“消费者对电池包装体多不会予以善待。如果他们老是又摇又砸的，在安全性考量就必须多加防护。”
当消费者对随身型电子配件的需求不断时，电子工业界终究还是要寻求新的电源供应法式。迷你化的燃料电池(fuel cells)，或为一最佳选择。燃料电池利用氢元素来提供能源，但氢极不易储存与处理，故利用微型电池(microcells)来从甲醇中取得氢元素。
供应此类电池的PolyFuel Inc.事业开发副总古柏(Rick Cooper)表示，以甲醇为基质的微型燃料电池为例，其能量密度约为锂电池的10倍，可让无线上网的膝上型电脑开机一整天不充电。古柏说：“这种电池的电容量约以每年5至8%的速率增加，但其需求量却是以指数率成长。”
美国Lawrence Berkeley国家实验室刘科学家(Gao Liu)表示，燃料电池虽为明日之星，但要看到它大量的出现在可携式器件中，可能还得等个十几年。目前，燃料电池的应用大多仅出现在军事及专业摄影机等特殊市场。
奈米科技(Nanotechnology)为一项迅速发展的领域，对未来的消费性电池之发展可能扮演重要角色。奈米科技所触及的材料尺寸，系微小至几十亿分之一米的尺度。现用电池改良的未来重要发展方向之一即是，如何在现今的封装尺寸中挤进更多的电能。奈米尺度级的制程即可被用来制造孔洞率更高的电极表面，形成更大的表面积来进行电化学反应，进而提升蓄电量。
奈米科技还可协助改善其竞争性技术之性能，如提升燃料电池之效能。人工分子(designer molecules)及可改善电解质特性的薄膜材料，目前皆是热门的研究领域。
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