鉅大LARGE | 點擊量：779次 | 2021年07月17日
長續(xù)航力電池技術(shù)面對什么神奇挑戰(zhàn)？
長壽命(Long-life)電池的正確選擇，即使在非常低的放電狀態(tài)，其緊要性都遠(yuǎn)過對基本電流-和-時間(Current-and-time)電池容量的分解。
對長壽嵌入式使用的興致上升的狀況就如同遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)紀(jì)錄或電表帶來的無窮工程問題：我們要怎么樣驅(qū)動或為這些設(shè)備充電？這些通常在惡劣環(huán)境下工作的設(shè)備，在一個小電池供電且不常受到關(guān)注的狀態(tài)下，需工作10、20甚至更多年。
關(guān)于只要求能繼續(xù)工作幾年、生命周期較短的設(shè)備，其電池決策分解從耗用電流的基本分解開始，如電池各種占空比，以及營運模式與電池容量(mA/hour)的比較，如此可以得到相當(dāng)復(fù)雜，雜的使用與操作周期，但這并不會太難，至少可以在最壞的情況下設(shè)定一個上限。然而，當(dāng)設(shè)備要運作10年或更長時，負(fù)載電流的基本電子分解和電力的容量都只是個小小的影響因素，諸如自放電、化學(xué)變質(zhì)和外殼腐蝕都將成為重要問題。
當(dāng)我讀到刊登在航天與特種技術(shù)(AerospaceDefenseTechnology)的“設(shè)計和制造一個幾十年的電池(DesigningandFabricatingaMultiple-Decadebattery)文章時，造成為何我會對電池壽命很好奇的原由。本文具體解析基于放射性衰變的熱電萌生器(Thermoelectricgenerator，TEG)，在理論上可以運行150年，該架構(gòu)使用我往日從來沒有看過的一個兩步驟過程，一為衰變萌生光；接下來則是利用太陽能電池萌生電力。作者在文章暗示這樣的方式效率較低，遺憾文中并未列出確切轉(zhuǎn)換效率數(shù)字，但我懷疑是在小于5%的范圍內(nèi)。
這個看似簡單的符號背后所指的是電化學(xué)，甚至放射性用途的復(fù)雜世界。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
熱電萌生器透過放射性衰變充電的方式已成功使用10多年，特別是太陽輻射最小的宇宙飛船。這些熱電萌生器是使用一個基于單級轉(zhuǎn)換解決放射性衰變的熱能，而不是二分法(Two-stepProcess)的光子，與塞貝克連接點(Seebeck-junction)熱電偶從衰減熱量萌生的電力。
這樣的方式為1977年發(fā)表的Voyager1號與2號機供應(yīng)電力，這兩輛宇宙飛船目前仍在太空旅游并繼續(xù)傳送數(shù)據(jù)回地球，即使他們已越過太陽系的模糊邊界進(jìn)入另一個外層空間(Exospace)。(編按：本文作者提到的宇宙飛船出處是由StephenJ.Pyne所寫的Voyager：seekingnewerworldsinthethirdgreatageofdiscovery一書喔~)有一些利用熱電偶從引擎捕捉余熱工作也正在進(jìn)行，但這些研究該要怎么樣變?yōu)閷嶋H(成本、可靠度、尺寸與效率)目前仍還不清楚。
當(dāng)然！理論上你可以依據(jù)所需使用的時間，透過使用更多的磁芯材料，制作一個以衰變?yōu)榛A(chǔ)的電池，但問題是，設(shè)備多長時間要休息，以及在電子惡化或分崩離析前，電子將要怎么樣繼續(xù)運作在使用程序中，這都與放射性衰變機制的本身無關(guān)。但是假如電池不符合過去100多年來的需求，今天將不會有人環(huán)繞在當(dāng)下去指責(zé)這些工作。
我也讀到其他有關(guān)長續(xù)航力電池的兩篇文章，其中一篇高科技電池選擇適宜的電池(ChoosingtheRightbatteriesforHigh-Techbatteries)，是來自美國國家特種暨太空總署技術(shù)簡報(NASATechbriefs)著眼于各種化學(xué)物質(zhì)的屬性，尤其是許多有趣的鋰離子電池家族的變種，這篇文章用一句話來說就是：很復(fù)雜。當(dāng)你要10幾年、甚至在很非常低的電流或低速率脈沖循環(huán)下使用電池，會要分解許多因素，例如自放電和溫度額定值，此外，mA-Hr容量也成為眾多考慮的參數(shù)之一。
雖然上述文章的作者是出身自一間知名的電池廠商(Tadiran)，且或許觀點有些偏差，我寧愿聽從真正在該范疇已開發(fā)生產(chǎn)品的某些人士的研究紀(jì)錄，以及產(chǎn)品微妙的制造及加工問題，而不僅僅是一個學(xué)術(shù)專家。(編按：作者的意思白話的說就是…他不太信任紙上談兵的專家的論點啦…)同一家電池供貨商也有一小篇“為你的無線傳感器供電40年(PowerYourWirelessSensorsfor40Years)的文章，這篇短文和前面提到的文章有部分重迭，不過也新增了一些新的信息。
你會涉及決定長續(xù)航力電池的選擇嗎？你要怎么樣評估在復(fù)雜操作周期電池所需的基本電力容量？你又要怎么樣決定長續(xù)航力電池的外型與化學(xué)材料會是可行的呢？
