电池技术为什么如此高深莫测，以至于一直是手机等相关行业的短板？！

1，电池技术本身并不怎么高深莫测。基本原理还是当年伏打电池，也就是氧化还原反应。翻开高中化学书把电化学章节复习一遍，你就基本可以覆盖80%以上的电池原理。高中化学书上介绍的Zn Cu原电池用的是氢离子，原理和现在锂离子电池一样，只是把正负极材料、电解液换换，氢离子再换成锂离子罢了。

2，但是，原理简单不等于性能可以很容易地提高。电池系统是一个复杂的多变量系统。拿锂离子电池来说，找到适合的氧化还原反应，只是万里长征走完了第一步，只说明能发生如此氧化还原反应的材料有可能作为电池正负极材料，让锂离子在正负极间来回穿梭，从而实现充放电的目的。但这是否真正可行，却受制于太多因素。

发生副反应不行，效率太差不行，稳定性不好也不行，因为这样没几圈电池里的锂都被无谓地消耗了，性能不会好。

循环稳定性不好也不行，有些电池开始100圈充放电还不错，但是慢慢地效率就越来越差，最后只能达到开始时的一半甚至更低。

安全性不好绝对不行，不用解释。
材料成本太高不行，衍生出工艺太复杂也不行，什么纳米艺术啥的甭看你文章发多高，玩出什么花来，只要用成本一砍, 只要一刀就死了。成本低，性能过得去，九死一生；成本高，十死无生（除非是用到心脏起搏器等不计成本的医疗器械中）。

充放电速率问题，由于移动电源线路板锂离子在电池中的扩散是一个动力学上的受制过程（也就是慢过程--请复习物理化学相关内容）。所以原理上讲不可能通过增大电流来提高充放电速率（这是现在很多号称能快速充放电电池的手段）。加大电流，电池外做功回路（电子）电流密度增大，但电池内部锂离子的扩散由于比较慢，根本跟不上这个节奏，所以必然要牺牲性能。一分钟充电的电池当然可以做出来，但是性能可能只有3小时充电容量的1/4。而且还没有考虑大电流带来的安全隐患（会起火爆炸）。

可能有人会问，为什么锂离子扩散速率这么慢，因为锂离子在电池内的扩散不像电子在金属导体中运动那么简单飘逸，导带和价带重叠，自由电子运动那叫一个酸爽。但锂离子从负极到正极的运动（放电过程）是先从负极（固体）费劲吧唧地脱出，进入粘糊糊的液体（有机电解液）或有机高分子或其他固态电解质，锂离子游完泳上岸再进入固体--正极材料。这种固--液--固的反应你可以想象有多慢，这还不算要穿过隔膜（绝缘高分子，避免电池内正负极接触造成短路），两次穿过固液界面，任何微小的表面副反应都会雪上加霜。

因此电池这个系统原理简单，但是进一步提高性能，取得革命性突破非常困难。需要解决科学和工程的一系列问题，涉及到化学、物理、表面、界面、结构、热力学、动力学等交织在一起的诸多问题。电池系统根本不能用摩尔定律，我们现在用的电池和1990年代的差得并不太多。你打开iPhone iPad一看就明白了，所有主板电路越来越小，电池占了一大半。苹果最新的超薄pro大家都看到了，那薄薄的壳下面就是几层电池。这种尴尬估计还要持续很多年。

无论是移动电子产品、电动汽车乃至大规模储能，大家对未来电池的要求都差不多--能量密度高，性能稳定，安全可靠，寿命长，充电速度快，而且要便宜，环保。。。某种新材料或能满足其中若干项，但满足所有要求确实难度极高。做理论模拟的已经把元素周期表和晶体数据库翻了不知道多少遍了，能合成出来的加上根本合成不出来（不稳定）的潜在目标现在看起来依然有这样那样的问题，而且用上述诸多要求一卡，发现甚至远不如目前市场上的流行材料。相对于负极材料来说，正极材料更是瓶颈中的瓶颈。有忽悠者经常忽悠一些新概念，比如锂空气，镁电池，铝电池，这些要么纯扯淡（锂空），要么需要从头开始开创一个全新体系（如镁电池），难度异常大。电池研究是材料学中的硬科学，需要最起码对无机化学，晶体学，电化学，物理表征分析如XRD，XPS，磁性，中子衍射，红外热重拉曼核磁，乃至同步辐射相关的X-ray吸收谱，甚至DFT计算都要有所了解或精通若干。需要有从最基本的化学合成到最终电池器件的组装之动手能力。这些要求一个人几乎不可能达到，需要团队的努力和合作。如此大投入还需要找到一个明智有前途的方向，否则就白搞了。比如IBM团队花了好几年时间研究锂空，最后发现悲剧了，结果项目被砍掉。

另外，现在排名第一的那个回答最后明显错误，基于已知或相似材料结构计算、预测电池能量密度，容量，电压（电量不是严格意义上的术语）根本不是什么难事。计算也不需要太长时间，而且计算值和实验值也吻合很好。很多系统比如氧化物，磷酸盐都算了很多，都有library了，请参考MITCeder组的文章。对于未知结构，那属于从头模拟，人类现在当然没有这个上帝视角的能力。 更详细的请点击登陆：http://www.dele-power.com/product-69.html