常识公社：谈科学 解疑惑

总结2020年中国科技大事

2018年07月28日 国家药监局《一支疫苗的诞生》通常，一个疫苗从研发到上市，至少要经过8年甚至20多年漫长的研发历程。临床前研究一般需要5-10年。全部Ⅲ期临床试验一般耗时至少3-8年，有的甚至长达10年以上。疫苗研发是一项十分严谨的事情，并不能一蹴而就，我们要正视这个事情。在没有足够的临床数据证明其安全性和有效性之前贸然使用，无异于饮鸠止渴，只会导致巨大的风险。17年前的SARS ，它的疫苗没有走完全部Ⅲ期临床试验，也就是至今也没完全研发出来。上世纪 80 年代的HIV病毒，可以说算了解比较深入了，至今也没有疫苗。病毒成千万种，我们人类这么多年医学发展，目前有效研制出来的疫苗也只是 二三十种。

如今我们当代人的生活，辐射是无处不在，尤其是无线通信技术，让我们用上了 wifi，3G、4G和5G，手机都是绝对不离身的，除了你睡觉的时间，你可能其他时候不是在用手机，就是在用电脑。在我们生活中，手机信号，wifi 信号，调频广播的信号，等等，这些你永远也无法逃脱。image.jpeg两个小常识要谈这个问题，我们先来说说几个小常识。首先第一点是电磁波，我们生活中所能遇到的像可见光，紫外线，广播电台的电波， wifi 信号，2/3/4/5G 手机信号，微波炉中的微波，x 光等等都是属于电磁波的范畴。然后第二点我们说的辐射要分为两类:一个叫非电离辐射，一般像可见光，外红线，紫外线，微波，还有通信使用的无线电波产生的辐射都属于这一类。另一个就叫电离辐射，这一类辐射最代表的就是放射性物质产生的核辐射，比如切尔诺贝利事件，日本的福岛核电站事件，都属于这一类，还有医学上使用的 x 光。这一类辐射人体的危害性特别大，想知道有多严重，倒是可以看看美剧《切尔诺贝利》，里面描述的很详细。image非电离辐射对人的影响介绍完两个小常识，我们就来探寻一下我们今天的重点，手机信号的辐射，其实也就是非电离辐射对我们到底有没有什么影响或者伤害？为了给大家说清楚这个问题，我查阅了很多资料，在中科院高能物理研究所的官网上的文章《生活中的电磁辐射》一文中，总结了2点是有关非电离辐射对人的影响，分别是热效应、非热效应。下面我来读一下这两点原文的描述：（1）热效应　　人体是一个导体，像所有导体一样，人体受到无线电流和微波辐射后，会产生电流，从而引起人体发热。一般来说，我们所处的空间中的无线电波和微波是比较弱的，引起的发热非常小，完全可以忽略。太阳所发出的红外线和可见光是自然界中最强的电磁辐射，也是我们所处的环境中最强的电磁辐射源，红外线和可见光可以在人体的表层引起发热。根据以往的测试结果，手机辐射在头部引起的最大温升为0.194摄氏度，这对于人体来说无关紧要了。（2）非热效应　　人体的器官和组织都存在微弱的电磁场，它们是稳定和有序的，一旦受到外界某些频率电磁波的干扰，处于平衡状态的微弱电磁场可能遭到破坏，从而对人体的机能产生影响。手机和基站对人的影响其实目前我们能观测到的只有热效应，也就是这些手机通信信号对你造成的体温上升，而非热效应缺乏有效科学的研究，也无法提出一个很有说服力的标准，所以现在无论是国际上还是国内，对手机辐射的限制标准，都是根据热效应来衡量的，对这方面各国都有强制性的标准，所以这一点大家到不用担心。像很多年前有个视频爆出来，把两个手机绑一个鸡蛋上，让两个手机自己通话 1 小时，然后鸡蛋都熟了，这种纯属娱乐，手机信号根本就没有这么强的热效应，就像我们前面提到的，手机辐射在头部引起的最大温升为0.194摄氏度，这离煮鸡蛋还差十万八千里，就算从热力学的能量守恒定律看，手机根本对外也没有发出这么大的热量。可能大家会联想到微波炉加热的原理，对比一下就知道了，微波炉工作时候的功率一般是 800 瓦到 1000 瓦，还是在金属密闭空间里面，而普通的 2G 手机峰值功率2W，实际使用过程中，只在1/8的时间发射，所以最大平均功率为250mW，相差好几千倍，根本不是一个数量级。image.png除了手机产生的辐射，经常在各个地区，会出现有些人抵触通信基站的情况，认为基站会导致癌症等等不利于身体健康的情况，导致几大运营商不得不把基站设备都停掉，然后这个小区可能就彻底没信号了，电话打不出，4G 也用不了。说到这里有个疑问，基站发出的信号会不会导致的癌症呢？我在世界卫生组织的查到一篇文章叫《移动电话及其基站有什么健康风险？》，这里面提到基站的风险时，说道，“由于对移动电话放射的射频（RF）场的暴露通常比基站高出1000倍以上，以及任何副作用更有可能来自移动电话听筒，因此，有关研究几乎完全集中于接触移动电话可能造成的影响。”也就是说，手机发出的辐射能量高出基站 1000 倍以上，我们现在都不得不用手机，如果都不担心手机的辐射了，那就更没必要担心你家小区的基站了，而且即便拆了小区里面的基站，小区外面还有更大的户外大基站，信号一点也不比小区里面的弱，你也无法投诉，也拆不了。文章的结论是，移动电话及移动通讯基站造成健康损害（如头痛或致癌）的可能性微乎其微，目前还有没有可信的依据表明对健康有影响。值得一提的是，隶属世界卫生组织的国际癌症研究机构（IARC），将这类用于通信的射频电磁场列为可能致癌物。但是这个大家也不用恐慌和害怕，因为我们生活中有大量的已经明确致癌的东西，我们还是一直肆无忌惮的在使用，比如，白酒、腌制的咸鱼、香烟等等。所以说与其担心手机和基站会致癌，给健康带来影响，还不如少抽烟，少喝酒，少吃腌制的肉类。我们前面说了那么多，总结就是：目前的资料显示大多数临床研究没有发现手机和基站的辐射与肿瘤发生有确凿的相关性；手机辐射存在某些生物学效应，但其意义尚不清楚。高能级电磁波防护其实除了人为的广播电台、无线通信电台、手持移动电话、微波、电视、电脑等等都会产生电磁波。其实只要不是处于绝对零度（摄氏温标零下273.15摄氏度）的物体都会向外界辐射电磁波，绝对零度在自然界里是完全不可能达到的，所以电磁波肯定是无处不在的，自然界中的电闪雷击、太阳黑子活动、大气、宇宙等也都产生电磁波。实际上，在地球上的任何地方，无论白天还是黑夜都存在着各种频率、强度不一、看不见、摸不着又闻不到的电磁波。除了前面提到的手机辐射外，如果你长期暴露在高能级电磁波的环境下，例如强紫外线，比较强微波，这是明确会对我们的健康造成一定的损害。我们说一下电磁波防护有三大原则：距离防护（与电磁波发射设施设备保持一个相对安全的距离）、时间防护（不在电磁波发射设施设备开启时进入安全的距离内）、屏蔽防护（依靠屏蔽设施电磁波的影响）。依靠三大原则可以有效的降低或避免生活中常见的电磁波的影响，举几个简单的例子：　　　1. ：避免紫外线避免长期在太阳下暴晒，远离人工的紫外线灯，千万不要用眼睛直接看着。2. 微波炉：工作时远离即可大家都会担心微波炉泄露造成辐射。检测时紧挨门边，检测到的数据为5～10微瓦/平方厘米。当仪器距门10厘米时，检测到的数据是1～2 微瓦 /平方厘米。高频电器的国家标准都是40微瓦/平方厘米。微波炉的最大的检测结果仅为国家标准的1/8到 1/4之间。微波炉辐射只有在工作时才会泄露，因此，在微波炉工作时远离它就会免受其害了。3. 高压输电线路检测到的数据显示，高压输电线路的磁场强度远远低于国家标准，可以忽略不计。4. 电脑主机和显示屏：磁场危害被夸大很多人担心电脑主机和屏幕的辐射对人体健康有危害，尤其人为怀孕的人，更是远离电脑。但是检测辐射时紧挨机箱，其磁场强度仅为1～2微瓦。人们之所以担心其辐射主要是因为心理上恐惧而已。本期节目到这离就结束了，欢迎在喜马拉雅，苹果的播客podcast上收听我们，你也可以关注我们的微信、知乎和简书。聊聊身边科技，感受时代变革。相关阅读：[1] 中国科学院高能物理研究所：生活中的电磁辐射[2] 世界卫生组织：电磁场与公共卫生-移动电话[3] 世界卫生组织：哪些是简单的防晒行动措施？[4] 科学松鼠会：关于手机辐射危害的认识[5] 无线电的电子辐射与人体健康[6] 香港通讯事务管理局：基站的建设及辐射安全[7] 相关国家标准：GB 21288-2007《移动电话电磁辐射局部暴露限值》GB 8702-1988《电磁辐射防护规定》[8] IARC机构把致癌物分为 5 个类别

普通感冒和流感的区别流感全称流行性感冒，很多人都不知道流感和普通感冒，其实是两种完全不同的病症，虽然他们的症状看起来可能非常相似，但是不应该把他们混为一谈。简单来说普通感冒与流感相比，最大的区别就是致病源不同。流感是因为流感病毒导致，每年的流行的流感病毒虽然不同，但是它们都是一系列遗传上，有相关性的病毒的突变，你可以理解它们都是同一个祖先，不同的后代；但是普通的感冒是由已知大概200种病毒株导致的，而且它们在基因遗传没有什么关联性，就是说它们没有共同的祖先，其中绝大部分是一种叫鼻病毒的病毒。虽然在外在的症状上，流感和普通感冒看起来可能非常相似，但是一般流感比普通感冒，明显严重的多，流感还有额外的症状，比如发热明显、打冷颤，肌肉酸痛，全身性症状非常明显。流感对于免疫能力较差人群，主要是婴幼儿、老人等，可以是致命的，所以千万不要小视这一点，千万不要把它和普通感冒混为一谈。我们的文稿中有一张图片，可以对比普通感冒和流感更多的区别，大家可以点击文稿看一看。关于每年的季节性流感的数据，我从世界卫生组织的官网查到了这样的资料：在全球范围内，流感流行每年造成约300万至500万严重病例，约29万至65万人死亡。我们可以对比的是经历过的非典事件，SARS作为一个新兴未知的病毒，当时死亡率极高，但是其实造成全球死亡人数是774 人，这样一对比就可以清楚感受到每年的季节性流感影响有多大了吧。在历史上，全世界一共发生过 6 次流感大流行，其中最为严重的一次是1918年流感大流行，又称西班牙流感，这场大流感造成全世界5亿人感染，5千万到1亿人死亡，这个数据目前还有争议，但是最保守估计是2000万人死于这场流感，而当时世界人口才只有17亿人。西班牙流感全球平均致死率为2.5%-5%，而目前一般流感是0.1%，比较起来非常致命的。文稿里面我们列出了六次大流感的数据对比，有兴趣可以看一看。预防流感最有效的方法是接种流感疫苗上面说了这么多，我最想变大的就是流感不同于普通感冒，它的危害不容小视。这也是为什么我建议你去打流感疫苗，因为预防流感最有效的方法是接种流感疫苗，目前流感疫苗已经安全有效的使用了60多年了。流感疫苗的制作流程大致是这样的：每年的年初，世界卫生组织都会与各个世界流感研究中心合作，一起根据收集和调查到的资料进行分析，预测当年会流行的流感病毒，然后准备好疫苗株发给各个疫苗生产商，再经过各国的管理机构到市面上给人们接种。理论上，每个人都推荐去接种，根据中国疾病预防控制中心的建议，推荐有几类人群优先接种流感疫苗，他们分别是：2~23月龄的婴幼儿；2-5岁儿童；60岁及以上老人；特定慢性病患者：心血管疾病（单纯高血压除外）、慢性呼吸系统疾病、肝肾功能不全、血液病、神经系统疾病、神经肌肉功能障碍、代谢性疾病（包括糖尿病）等慢性病患者、患有免疫抑制疾病或免疫功能低下者；医务人员；6月龄以下婴儿的家庭成员和看护人员；孕妇或准备在流感季节怀孕的女性；流感疫苗小常识下面我们说一下关于流感疫苗的一些小常识，资料全部来源于中国疾病预防控制中心和世界卫生组织，我只做表述上的稍加润色。1. 接种流感疫苗安全吗，有没有副作用？接种流感疫苗是安全的，和其他医疗产品一样，流感疫苗也可能会出现不良反应，这些不良反应通常是轻微的，并且通常会在几天内自行消失，严重的副作用极为罕见。国产的流感疫苗和进口流感疫苗相比安全性也没有显著性的差别。2. 接种过一次就不需要再次接种了吗？疫苗接种的免疫力随时间推移逐渐减弱，而且由于流感病毒具有不断变化的特点，每年流行的流感病毒也有所不同，所以需要每年都接种当年的流感疫苗。3. 接种流感疫苗后就不会得流感吗？接种流感疫苗是预防流感最有效的手段。在大多数年份，流感疫苗与流感流行毒株的匹配较好，具有良好的保护力。但也存在一定几率出现流感疫苗的毒株与流行毒株不匹配的情况，进而影响流感疫苗的保护效果。在健康成人中，即使流行病毒与疫苗病毒不完全匹配，流感疫苗也能提供保护作用。在老年人中，流感疫苗预防疾病的效果可能较差，但可减轻病情的严重程度和降低并发症与死亡的发生率。4. 因为怀孕了，所以不应该接种流感疫苗孕妇尤其应该接种流感疫苗，因为她们的免疫系统比平常弱。在怀孕的任何阶段，灭活流感疫苗都是安全的。5. 流感疫苗去哪接种？一般各个社区的卫生服务中心都可以接种。

欢迎来到我们常识公社的第 4 期节目，今天我给大家带来介绍一下手机的摄像头？现在我们随便拿一款主流的旗舰手机，它的后置摄像头必定是多个摄像头，至少也是双摄。前不久我给我老爸买了一款千元安卓机，居然都有四个摄像头。一周前小米发布的小米CC9 Pro，甚至有了五个摄像头。问题来了，为什么我们的手机需要这么多摄像头呢？我们先看看几款代表性的手机，一边它们给我们带来了哪些不一样的拍照体验，一边来解释这个问题。iPhone7 Plus实际上手机拥有多个摄像头的历史由来已久，能查阅到的资料就可以追溯到2007年三星发布的一款双摄手机（SCH-B710），但是真正到多摄像头手机流行起来，应该就是2016年9月苹果发布了自己家首款双摄像头手机 iPhone7 Plus，这款手机采用的双摄像头，由一个1200w像素的广角镜头和一个1200w像素长焦镜头组成，其中广角镜头支持光学防抖。我们看看这增加的这一个长焦镜头，给我们拍照带来了哪些提升。光学变焦长焦镜头给这款手机带来了2倍光学变焦，让你可以去拍摄远距离的风景，再也不是之前靠拍摄后裁剪图像和调整尺寸的方法来实现的数码变焦，这种数码变焦严重降低了照片的质量。但是这种2光学变焦实际上是让手机直接切换到长焦镜头，不是真正意义上的 2 倍光学变焦。因为在手机镜头设计的物理空间的局限下，智能手机很难，将可变焦镜头，嵌入现在如此纤薄的手机机身中，所以，在过去几年中，几乎所有旗舰手机的后置摄像头，都不曾尝试添加光学变焦，而是采用多摄像头的设计。景深效果简单解释一下，景深又称为焦外虚化，这表现为主体清晰，背景模糊的照片，在拍摄人像时候特别有感觉。拍摄景深照片是利用长焦镜头采集背景画面和距离信息，广角镜头拍摄主要物体，然后把两个画面通过手机的处理器进行合成处理。自iPhone7 Plus开始，后面的旗舰手机都走上了双摄的道路，而且大多采用了广角+长焦的组合。iPhone7 Plus 双摄像头华为P20 Pro接下来在2018年3月，华为在法国巴黎发布了新款旗舰手机P20 Pro，这是全球首款后置三摄像头手机，也是这一款手机奠定了华为在手机拍照上的霸主地位，长期占领相机测评网站DxOMark第一的位置。P20 Pro的三颗摄像头分别是 4000万彩色主摄像头+ 2000万黑白摄像头+800万彩色长焦摄像头，主摄像头配备有一般手机没有的超大型（1/1.78）图像传感器。这款手机拍照的一大亮点是，超级夜景，无论光线多么糟糕，现场天色有多黑，P20 pro都可以拍出更多的细节，更少的噪点，远远超过当时的同类手机。超级夜景如何实现的呢？我们可以从硬件配置来看，2000万黑白摄像头拍出来的照片在成像细节上有更多的优势，用来捕捉到更多的细节，再用彩色主摄像头拍摄整体彩色画面，在你拍照的一瞬间，通过现在手机强大的处理器，将两张图片融合成一张照片，这样就可以生成一张画质更好、细节更清晰的照片了。P20 超级夜景小米CC9 Pro上周小米发布了新款旗舰手机 小米 CC9 Pro，在我录制这期节目时候刚发售，这款手机恐怖的配备了 5 颗摄像头，主摄像头的像素达到了 1 亿像素，在DxOMark相机排名第一，达到了 121 分。我们来看看小米CC9 Pro后置的五个摄像头：一亿像素主摄镜头:四轴光学防抖500万像素超长焦镜头:5 倍无损变焦，10 倍混合光学变焦, 最高 50 倍数码变焦，四轴光学防抖1200万像素人像镜头2000万像素广角镜头200万像素微距镜头组另外还配备了，双闪光灯，一个为强光，另一个为柔光面对这么多镜头，不得不说一下，不管手机有多少个镜头，它配置最高的主摄镜头永远是最重要的，对最终拍照的结果影响最大。所以我们重点介绍一下这一颗主摄像头，这颗1亿像素镜头是小米联合三星定制的，支持光学防抖，多达8P镜头，支持像素4合1技术（2700 万像素），超大感光元件。这样一颗惊世骇俗的主镜头可以给我们带来什么呢？在暗光环境下可以获得更充足的进光量，夜拍会非常清晰；2.变焦可以大幅提升，1 亿 800 万 的照片，我们即便通过传统的剪裁相片来做伪变焦，剪裁四分之一后的相片依然有 2700 万的有效像素，何况还配合长焦镜头一起，在通过手机用处理器算法处理，完全可以做到非常好的效果；小米CC9 Pro摄像头器件好了，介绍完这三款标志性的手机，最后我们来总结一下，手机为什么需要那么多摄像头？因为手机由于机身狭小空间限制，在拍照镜头硬件上，无法和体积是手机数十倍的相机相比较；但是我们可以通过增加摄像头数量，让手机搭载不同侧重点的多个摄像头，在通过手机强大移动处理器，配合各种优秀的图形处理算法，可以让多张照片优化处理一张最终的照片，这一切，都发生在我们的手机按下拍照键的瞬间。这一切都会让手机拍照的体验大幅度的提升。好了本期节目就结束了，欢迎大家在喜马拉雅，苹果的播客上收听我的节目，也可以关注我们的微信，知乎和简书。

什么是 5G？5G就是第五代移动通信的简称。现在5G是一个热门的话题，几乎达到人人皆知的地步，其实真对一项技术来说是非常罕见的，我们身边很少有一项技术在应用之处就受到如此巨大的关注度，当然这对这项技术发展的推动是一个极大的好处。我们今天将给大家介绍 5G，让你有一个初步的认知，至少不会被别人忽悠。5G 的定义和特点5G的性能目标是：高速率，低延迟，低功耗，和大规模设备连接。我们具体说说它的特点：5G 更大的网络带宽：5G标准（ITU IMT-2020）规范要求速率达到 20 Gbit/s，相当于下载速率可以达到每秒2.5GB，比我们有线网络还要快，比现在的4G LTE网络快100倍，下载一部清晰度达 1080P 的电影只需要几秒钟就可以完成。5G 更快的响应速度：这个就是5G 另一个重要的特点，超低延迟。这个我们生活中最常见的例子就是，下载大文件很快，但是用微信实时的语音通话时候，这种数据量其实很低，但通话却非常卡不清晰。这就是网络延迟导致的，在 5G 时代完全可以避免，可以达到无缝体验犹如面对面的语音和视频通话体验。5G 可以达到低于1毫秒的延迟，而我们现在用的4G理论值则为30-70毫秒，实际使用中会高达几百毫秒，甚至几秒钟。我们可以很自然的想到一个非常好的使用场景：就是自动驾驶。我们可以利用超低延时的 5G 网络，让汽车和云端的服务器做无缝而且可靠的网络连接，让云端实时做大量的运算，再把处理结果反馈给汽车，做自动驾驶的决策，这种场景响应速度远比网速快重要，因为一旦出现了比较高的延时，可能就会造成汽车的事故。大规模设备连接：5G 支持数十万设备的并发连接，通俗的说就是支持大量的人同时上网，可能你觉得这没什么好神奇的。我给你说一个场景：我以前参过几次会展，同时有几万人在一个室内的会场里面，这时候我会发现我的手机虽然信号满格，但是根本无法上网，有时候打电话也不行。这两年参加的会展就好很多，但是这主要是得益于，各大运营商会提前部署车载移动基站，就是一辆卡车，但是这种情况无法得到本质的改善， 5G 可以改变这种情况。5G 的应用听完 5G 的三大特点，你可能会发现，5G 好像跟自己没什么太大关系。没错，这是对的。试想一下，在目前的 4G 网络情况下，你上网买东西，移动支付，看高清视频，视频通话，哪一样不行？而且4G已经可以支持手机播放最高分辨率的流媒体视频，5G 网速比 4G 翻了 几十 倍，但是我好像用不到？这就牵扯出 5G 到底会给我们带来什么样子的使用场景？AR（增强现实） 和 VR（虚拟现实）VR/AR需要量的数据传输、存储和计算功能 ，这些数据和密集计算的任务如果转移到云端，就能利用云端服务器的数据存储和高速计算能力。这些都是 5G 的高速带宽和低延时特点可以做到的远程教育，远程手术（无线医疗），远程维修...虚拟现实的游戏：《头号玩家》万物智能互联很明显 5G 较之以前的 3G和4G，它最大的区别就是 5G 不完全关乎手机，5G支持的大规模设备连接，不仅仅是针对于我们的手机，更重要的是支持大规模传感器网络的部署，这就会让我们迎来“万物互联”的时代，它比多年前火热的概念“物联网”更广更深。试想一下，未来我们生活大量的物件都可以自己联网，厂家在生产的时候就和运营商达成了联网协议，免费在使用 5G网络，而无需我们操心。家里的冰箱、空调、洗衣机等等家电都可以直接联网，你可以组建自己的智能家居；各种微小的传感器都可以自动联网报警，例如楼道的烟雾报警器，天然气报警器，防盗报警器等等；车连网在城市里面可以部署大量的传感器，来数字化管理,构建智慧城市，比如我们可以知道马路地面的温度和湿度，是不是需要洒水；催生产业和具体车联网无线医疗智慧城市新社交和VR游戏（超高清/全景直播）联网无人机（专业巡检和安防）工业自动化5G 的建设说完这么多，我们什么时候可以真正用上 5G 呢？首先我们聊聊通信技术的本质，无线通信就是通过电磁波来传递信号的，电磁波的频率越高，其可容纳带宽就越大。所以提升网速最直接的方式就是提升频率，这也正是每一代网络升级的核心。所以5G的升级，比之前 3G 和 4G又进一步的提高了电磁波的频段。但是由于电磁波有一个特性，当频率越高的时候，波长就越短，绕射（衍射）能力就越弱，所以当高频的电磁波遇到障碍物会直接穿透，而不是绕过去，进而导致信号衰减严重。2G基站的覆盖半径约为5-10公里，--3G基站的覆盖半径约为2-5公里4G基站的覆盖半径约为 1-3 公里，5G基站的覆盖半径仅为100-300米。（典型值）结论：5G基站的数量密度，是以往的几十倍，需要长期的建设才可以完善，不是一蹴而就的：基站、天线、光纤4G/5G 会长期共存，甚至 2G 和 3G一起：覆盖密度短期还是非独立组网(NSA)和独立组网(SA)，依赖于核心网的建设

在当今世界，路由器已经是我们现代家庭生活中的必备。不仅你的手机和电脑需要，现在你家的电视，洗衣机，冰箱可能也需要。手把手教大家配置一个高质量的家庭WiFi，让从来没配置过网络的你，可以游刃有余。

这是我们的第一期节目，也就是我们常识公社的创刊号。简单介绍一下这档节目，我们这档节目主要是，用科学严谨的态度，去介绍生活中一些最为常见的常识；用通俗易懂的语言和方式，去介绍前言的科学知识，这是我们的目标，是我们的初衷。今天，本期节目在这里给大家介绍是，在我们当代人的生活中无处不在的锂电池，像手机、笔记本电脑等等，之类的大大小小的电子设备，都在使用锂电池。我们先区分一个概念：锂电池和锂离子电池。大家一定很好奇，心想这不是一个意思吗？但是，其实学术上的锂电池，指的是锂一次电池，就是一种一次性使用，不可充电重复使用的电池，在我们生活中比较常见的锂一次电池就是纽扣电池了；而我们生活中俗称的锂电池，现在一般指的是“锂离子聚合物电池”，是一种锂离子二次电池，也就是我们目前生活中各类电子产品都在使用的可充电的电池，也是我们这次节目介绍的主角。为了方便，我后面就简称它为“锂电池”。我们先简单说说锂电池的工作原理。锂离子电池主要有三个部分组成，分别是：正极、负极和电解质；一般我们用碳材料作为负极，用以含锂的化合物来做正极。锂离子通过电化学反应，在正极和负极之间产生一种叫嵌入和脱嵌的反应，这也是锂电池的放电和充电过程。由 于“ 嵌 入 与 脱 嵌 ”并 没有造成电极材料晶格结构的变化，反应具有良好 的可逆性，这也就使得锂电池可以重复的使用。我们详细说一下充电和放电的过程。当我们对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。同样，当对电池进行放电时，就是我们使用电池的过程，这时嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。回正极的锂离子越多，放电容量越高。接下来我们在说说锂电池技术的发展史，它的发展从时间线上经历了4 个阶段：1.锂电池概念与锂原电池发展 (1960 - 1970)这一阶段主要是锂一次电池的发展和应用2.锂金属二次电池（1972 - 1984）这一阶段用锂金属作为电极，电池能量密度不如人意，使用寿命也比较短3.锂离子电池（1980 - 1990）它用嵌入化合物代替了锂金属，电池两极 都由嵌入化合物充当。这样，两边都有“ 空间”让锂 离子嵌入，在充放电循环过程中，锂离子在正负电极 来回“嵌入”与“脱嵌”。4.锂聚合物电池（1978 - 1999）电解液改为固态或凝胶状聚合物世界上最早的商用锂离子二次电池是1991年索尼公司发布，这标 志 着 电 池 工 业 的 一 次 革 命，至今30多年来，随后经过多次改进和技术革新，这其中有大量的人和机构的一起参与，几代人的努力，才有了今天成熟的锂离子电池产业。本期节目有个重点，就是对我们在生活中，有很多对锂电池的一些误解进行解读。1.首先是我们经常听到说，新买手机需要三次完全充放电，才能将其电池充分激活，并且第一次充电要连续12 个小时，甚至有些地方声称需要更久。这明显是很久以前镍镉和镍氢电池传下来的，因为镍镉和镍氢电池有记忆效应，所以刚开始需要激活，但是锂电池是没用记忆效应的，而且我们拿到手的电池生产厂家出厂之前就完成了它的初始化激活过程，所以我们根本不需要对电池座任何其他操作，正常充电即可。这个不仅是谣传，以前很多手机厂家，甚至都把这个直接写在了自己的说明书上。2.电量耗尽才充电。许多市民朋友为了能够延长电池的寿命，每次都在电池电量完全耗尽时才进行充电。这样是不可取的。事实上，浅放浅充对于锂电更有益处。所以，使用锂电供电的产品不必拘泥于过程，一切以方便为先，随时充电。锂电池的寿命，比如“500次”充放循环，指的不是充电的次数，而是一个充放电的周期。关于“充电周期”，苹果手机官方的说法是这样的：你可随时随需为 Apple 锂离子电池充电。在充电之前，无需先 100% 放电。Apple 锂离子电池以充电周期方式工作。如果使用 (放电) 的电量达到电池容量的 100%，你就完成了一个充电周期，但不一定通过一次充电来完成。比如，你可能一天使用了 75% 的电量，然后在夜间将设备充满电。如果你次日使用了 25% 的电量，那么总放电量将达到 100%，从而两天累计完成了一个充电周期。也可能需要几天时间才能完成一个充电周期。经过一定数量的充电，任何类型的电池容量都会减少。锂离子电池的容量，会随着每个充电周期的完成，而略微减少。（https://www.apple.com/cn/batteries/why-lithium-ion/）3.手机充电必须用原装充电器。一般手机制造商们会“强烈建议”使用原装充电器。但只要不使用一些过于低档的次品充电器，符合标准的第三方充电器并不会影响电池寿命，顶多会影响手机充电所需时间长短。还有一些同学可能担心使用大功率的电源适配器会不会，损坏电池，甚至充爆电池，这个大可不用担心，现代的充电器和电子设备都有电路保护的，设备能充进去多少电，是由设备自己决定。4.锂电池很容易爆炸说道电池爆炸不得不说 三星电池门事件，2016 年 三星发布手机 Galaxy Note7 ，发售后在全球范围内发生了几十起手机自燃爆炸的事件，随后三星全球召回这部手机。类似手机爆炸的事件，也偶尔会出现在媒体上，肯定会有些人担心，生活中这么多的锂电池，会不会爆炸？锂电池是不是很容易爆炸？首先我们再回到锂电池的概念上，我们电子设备中的觉大部分是“锂离子聚合物电池”，它是锂离子电池的一种，但是和之前的几代锂离子电池有有很多改进。最大的改进是，锂离子聚合物电池内部是固体聚合物电解质而不是电解液，这种聚合物一般是固态的，或者是半固态的胶状物；聚合物电池外包装为铝塑包装，内部质量隐患可立即通过外包装变形而显示出来，在发生短路或者其他异常时，内部就会气胀，冲破热熔边泄气，严重短路时会产生起火冒烟现象。我们在日常使用中，重要不严重的碰撞和挤压，通常是没有问题的，最多是电池鼓胀，只有极少数情况会发生爆炸。锂离子聚合物电池是锂离子电池里面公认的最安全电池之一。既然是最安全的电池，为什么三星手机的电池还会爆炸呢？我们先看看事后的调查：据第三方机构Instrumental关于Note 7电池爆炸的调查报告中说称：电池爆炸是由于手机本身的“激进设计”所导致的。根据手机内部结构图，手机内部的空间十分拥挤，使得Note 7的电池即使在日常使用中也会受到挤压，而压力会使电池正、负极的“分离设备”很容易损坏，正负接触会引发电池发热起火。报告还称，三星的工程师在设计过程中极力加大电池体积，以此换取更大的电池容量。简单说，也就是只要不要碰到像三星电池门这样的事件，我们生活中大部分情况下，可以把锂电池算作比较安全的产品来使用，这就好比你天天坐电梯，总不能整天担心电梯会掉下来吧。总结上面的知识，我们总结一下锂电池使用的实用小贴士：（1）要经常充电，随时随地的充电，但不必非得把电池充满，一定不要让电池耗尽（自动关机）；（2）笔记本等电子产品推荐长期插电源使用，这样你的设备是直接使用电源适配器的电，可以减低电池的循环损耗；这一点是我亲身印证了的。（3）通常情况下，如果长期不使用，50%电量最利于锂离子电池保存；（4）锂电池工作温度是-10℃ ~ 45℃ ，最理想的温度是25℃，太高太低都对电池有伤害；另外环境温度越低电池性能就会下降，这一点如果你使用锂电池的电动车感觉更为明显。