在我们上高中的时候，物理老师总是会用各种不同的方式来让我们对物理知识有一个全面的认知。比如一种DIY的教具是由巨大的电容、一层铝箔和55加仑的塑料桶组成。虽然看起来很粗糙，但是它产生的电量却能让我们深刻的感受到触电是一种什么感受。
基本上当时我们就知道了什么叫做电容。没错，这是一种可以储存和传递电荷的设备。而它的原理也类似于我们常见的电池。但是为何我们使用的智能手机会用电池来代替电容器呢?下面我们可以来看看这个问题的答案。而随着一种超级电容器的新技术诞生，让这种充电储电设备又重新来到了我们的面前。而这也是为何终有一天它会取代现在无处不在的锂离子电池。
电池vs电容器：有什么差别？
电池有很多种形状，大小和类型。所有现代的智能手机所使用的是可充电的锂离子电池，而高密度能量而著称。这就意味着它们可以在小巧和轻便的体积下保存大量的电量，并且适合在便携式电子设备中使用。
不过与电池不同，电容器充放电的速度很快，同时它们也智能保存一个小电荷。因此假如想要为一台iPhone通过电容器的方式供应足够的电量，那么你要一辆面包车才能拉动那么大的电容器。而这只是电池和电容器之间的重要差别，因此证明了为何在智能手机上无法使用普通的电容器。
什么又是超级电容器
而现在有了一种名叫超级电容器的技术，它介于电池和普通电容器之间。它们可以保存一定量的电量，但是远远小于锂离子电池的电量，但是体积要比普通电容缩小一百倍还多。同时，超级电容器充电速度要比锂离子电池更快，同时消耗速度也没有普通电容那么快。并且随着时间推移，超级电容器关于极端环境温度的适应能力也更强。
目前许多智能手机都采用了不可更换电池的设计，因此超级电容器的运用有一天非常可能变成现实。要知道普通的智能手机都会遇到的这样的问题:在电池使用大约18个月左右，给手机充一次电能维持的时间开始变得越来越短。这说明电池储存电的能力下降了。想象一下，一台智能手机可以在几秒钟智能充满电，并且在使用十年之后电量都没有任何衰减，这绝对会带来革命性的使用体验。
超级电容器的前景
有一件事是可以肯定的，明天的智能手机不会使用超级电容器技术，甚至我们还要等待超过10年的时间才能看到超级电容器使用到智能手机上。但是许多研究机构都已经发现了提升超级电容器存储容量的方法。
比如佛罗里达中央大学的研究团队就将超级电容器的发展速度提升了一大截。这个团队已经研发出能够存储更多能量的超级电池。传统的锂离子电池充电1500次之后性能就开始有不同程度的衰减，而这种超级电容器能够持续使用3万次性能都不会下降。
该团队研发的超级电容器由几百万条长度仅为几纳米的电线组成，每条电线都被二维材料包裹着。超高的导电性能可以加快电子运动和转移的速度，使电池能够超快速地进行充电、放电。
关于小型设备，这种材料在能量密度、功率密度和稳定性上都远远超出常规标准。未来，电动汽车等设备也能够使用这种新型电容器。因为它的柔韧性极好，可以弯曲，因此还能与可穿戴设备结合。
只要用这种超级电容器换掉你手机里的电池，然后再给你的手机充上几秒钟电，接下来你一个星期内都不必再给手机充电了。
超级电容面对的挑战
首先，安全问题是最要面对的挑战。正像上面提到的，电容和超级电容的放点速度都很快，因此假如放电失败的话可以会出现火花。而这种效果可要比三星GalaxyNote7的爆炸严重的多。
其次是如何完成高速充电时间的效果。从技术上来说，超级电容在几秒钟之内完成充电时完全可能的，但是在实践中，要一个巨大能量的电源，甚至像足球那么大的充电装置。因此随着电源体积的缩小，充电时间也会相应延长。毕竟谁也不想为自己的笔记本配备一个足球那么大的电源吧。
另外还要考虑的问题就是成本，目前想要让超级电容成为智能手机电池的替代品要大量的研发经历和时间，而这些都要更多的投资和时间。因此想要将这项技术实际运用，在初期成本将会非常高，而这无疑会直接提升智能手机的价格。
但是每一项新兴技术的问世都要面对各种各样的挑战，还有许多困难要克服。曾经，彩色屏幕、配备摄像头都是智能手机的新鲜功能，而现在几乎成为了标配。因此，科技进步的步伐不会停止，未来肯定会有代替锂离子电池的新技术。而这项技术究竟是否是超级电容，只有时间能给我们答案了。
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