鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：1042次 | 2018年12月15日
未來的超級電池，你更喜歡哪一個
生活中，我們常常被“電量不夠用”困擾。手機(jī)早上出門充得滿滿的，半天不到電就沒了，而且每次都在關(guān)鍵時(shí)刻沒電，好像成心跟你作對似的。
找地方充電?想要充滿，那先等上兩三個小時(shí)。帶移動電源?包包里裝著平板、筆記本，還嫌不夠重?
或許，超級電池能讓你不在困惑!
憧憬一下，超級電池的能量有多大?小編在這里與您分享幾款未來的超級電池，比比哪款超級電池更有優(yōu)勢，猜猜哪款電池能夠?yàn)槟闼谩?/p>
特質(zhì)一：體型不大性能強(qiáng)
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%
近期，英國布里斯托爾大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)制成一種特殊的人造鉆石，將其放入輻射場中能夠產(chǎn)生微弱的電流。大多數(shù)發(fā)電技術(shù)是利用能量讓磁鐵在線圈中間移動產(chǎn)生電流，人造鉆石則只需將它放置在放射源附近，就能產(chǎn)生電荷。
現(xiàn)階段，這種人造鉆石核電池采用的是鎳-63作為主要發(fā)射源，接下來團(tuán)隊(duì)將探索使用碳-14來代替鎳-63，提升鉆石核電池的發(fā)電效率。如果使用碳-14，用上5730年電池發(fā)電量才會下降一半，從而徹底改變目前困擾各種電子設(shè)備的電池續(xù)航短板。
其實(shí)，核電池早先多用于特種或特種航天技術(shù)，體積較大。在航天領(lǐng)域，把核電池安裝在太陽能不夠用的探測衛(wèi)星上，或安裝在發(fā)射到太陽系外的無人飛船上。
不過如今它被運(yùn)用到了手機(jī)電池研究上。美國科學(xué)家想出了為核電池“瘦身”的妙計(jì)，他們把核電池內(nèi)易受損的固體半導(dǎo)體換成了不易受損的液體半導(dǎo)體，研發(fā)出的圓形核電池直徑有1.95厘米，厚度1.55毫米，其電力卻是普通化學(xué)電池的100萬倍。
此外，由美國密蘇里大學(xué)計(jì)算機(jī)工程系研究組研發(fā)出了體積小但電力強(qiáng)的“核電池”。通過利用微型和納米級系統(tǒng)開發(fā)出了超微型電源設(shè)備，這種設(shè)備通過放射性物質(zhì)的衰變，釋放出帶電粒子，獲得持續(xù)電流。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測繪、無人設(shè)備
此次微型核電池的成功研制，推動了核動力的普及，說不定將來會出現(xiàn)核動力筆記本、核動力臺式機(jī)等。
特質(zhì)二：極速充電更安全
英國ITRI有限公司去年發(fā)布了一款與斯坦福大學(xué)共同研發(fā)的可快充鋁電池URABat，這是一種更安全和更高效的鋰電池代替品。URABat電池完成一次充電僅用時(shí)1分鐘，且充電循環(huán)次數(shù)可高達(dá)1萬次。
該電池使用過程中，充電效率將始終維持在98%以上。這意味著輸入的電量將大部分都用于將活性物質(zhì)轉(zhuǎn)換為充電態(tài)，只有極少數(shù)被消耗掉。同時(shí)，該電池由石墨和鋁材料制成，安全性超越現(xiàn)有的鋰電池。
另外，一個名為ShawnWest的發(fā)明家，在Kickstarter眾籌平臺上發(fā)起了一項(xiàng)高速充電電池的集資活動，可以在26秒完成充電，未來也有可能應(yīng)用在手機(jī)等領(lǐng)域。
目前主流電動車慢充時(shí)間在5到10小時(shí)之間，快速充電能在1到2小時(shí)內(nèi)充滿，但長期使用會影響電池壽命。而世界上最快的特斯拉超級電站，僅需40分鐘就能充電80%，但這和納米鋰電池一比就不算什么了。
新加坡南洋理工大學(xué)發(fā)明了一種基于納米管的新型電池，能在2分鐘內(nèi)充電70%，其使用壽命長達(dá)20年。傳統(tǒng)的鋰電池?zé)o法快速充電，主要出于石墨電極的安全考慮，在工作時(shí)電極表面會形成電解質(zhì)膜，減慢鋰離子的運(yùn)輸速度。但南洋理工大學(xué)采用二氧化鈦納米管凝膠來替代石墨，能讓化學(xué)反應(yīng)加速，進(jìn)而縮短充電時(shí)間。但由于工藝復(fù)雜，成本較高，這項(xiàng)技術(shù)要普及恐怕還需要好幾年。
特質(zhì)三：持久耐用壽命長
氚電池最大的特點(diǎn)是超長壽命、超抗壓抗震能力、超強(qiáng)抗低溫高溫能力。其壽命長達(dá)20年，承受的溫度范圍為零下50攝氏度至150攝氏度。世界首個氚電池NanoTritium由佛羅里達(dá)州CityLabs實(shí)驗(yàn)室成功研發(fā)。
還有一種鋰空氣電池，最大優(yōu)點(diǎn)是能量密度高，目前的鋰離子電池能量密度只有200Wh/kg左右，而現(xiàn)有的鋰空氣電池已經(jīng)達(dá)到500Wh/kg，理論上的極限是12kWh/kg，還有極大的提升空間。IBM公司很看好這項(xiàng)技術(shù)，發(fā)起了“電池500”的項(xiàng)目，將續(xù)航里程提升到800公里。
鋰空氣電池的正極是多孔導(dǎo)電碳，負(fù)極為鋰電池，為了讓鋰離子和空氣充分接觸，特意將電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得像人體肺部一樣，來加大與空氣的接觸面積。這種電池的充/放電效率較低，而且穩(wěn)定性也是一大難題，要看到它應(yīng)用在電動車上，估計(jì)要等到2020年。
超級(電容式)電池被稱為微型石墨烯超級電容，其充電和放電速度比普通電池快1000倍，并能夠存儲更多的電能。超級電池采用單原子厚度的碳層構(gòu)成，這項(xiàng)技術(shù)能夠在最短時(shí)間內(nèi)對手機(jī)和汽車快速充電，能夠很容易制造并整合成為器件，未來有望制造更小的手機(jī)。
飛輪電池則突破了化學(xué)電池的局限，用物理方法實(shí)現(xiàn)儲能。飛輪旋轉(zhuǎn)時(shí)具有一定動能，飛輪電池正是以其動能轉(zhuǎn)換成電能的。高技術(shù)型的飛輪用于儲存電能，就很像標(biāo)準(zhǔn)電池。放電時(shí)，電機(jī)則以發(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)，在飛輪帶動下對外輸出電能，完成機(jī)械能(動能)到電能轉(zhuǎn)換。
飛輪電池比能量可達(dá)150Wh/kg，使用壽命長達(dá)25年，可供電動汽車行駛500萬公里。美國飛輪系統(tǒng)公司已用最新研制的飛輪電池成功把一輛克萊斯勒LHS轎車改成電動轎車，一次充電可行駛600km。
特質(zhì)四：簡單易得人性化
日前，蘋果公司公布一項(xiàng)新專利，未來iPhone或嵌入一塊內(nèi)含觸摸感應(yīng)器的太陽能面板。只要在有陽光的環(huán)境下，太陽能充電板就可以吸收太陽能并將轉(zhuǎn)化的電能存儲于電池中，為手機(jī)提供源源不斷的電力，同時(shí)該塊面板也完全適配于柔性屏幕板塊。
其原理是通過其他的方式將光線引導(dǎo)進(jìn)入感光元件，并且可以在設(shè)備的內(nèi)部使用光纖材料使光線的方向得到改變從而轉(zhuǎn)化為電能。
更新鮮的是“體溫電池”。手機(jī)沒電，身體取暖，通過僅有創(chuàng)可貼大小的貼片將人體熱量轉(zhuǎn)化為電能。
這項(xiàng)聽起來很新奇的充電方式，研發(fā)團(tuán)隊(duì)來自韓國科學(xué)技術(shù)院(KAIST)，他們通過一個材質(zhì)為玻璃纖維，僅創(chuàng)可貼大小的貼片，將人體的熱量轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)，供給設(shè)備充電。通過利用人體皮膚與外部環(huán)境的溫差來轉(zhuǎn)化電能。這項(xiàng)技術(shù)為可穿戴設(shè)備的長時(shí)間續(xù)航提供可能，減少智能設(shè)備對電池的依賴，讓人體為設(shè)備供電。
無論日常攜帶、戶外探險(xiǎn)或?yàn)?zāi)情備用，手電筒都是必備物品。照明設(shè)備來說通常離不開電池，當(dāng)你需要手電時(shí)，一打開發(fā)現(xiàn)沒電了，失望的你是不是有過“要是能擁有一款永動手電就好了”的想法。Lumen手電筒就是一款體溫發(fā)電的手電筒，不用電池就能正常使用。
體溫發(fā)電的手電筒能有多亮?當(dāng)人體體溫度為36.7攝氏度，室溫為27.8攝氏度時(shí)，人體觸摸Lumen手電筒可以產(chǎn)生15mA的電流，這點(diǎn)電量就足以點(diǎn)亮CREE5mm的超高亮LED，發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到3000mCd。當(dāng)兩者溫度差變大，產(chǎn)生的多余電量將儲存在電容器當(dāng)中。
當(dāng)然，超級電池的種類還有很多，各有優(yōu)缺點(diǎn)。有的還處在設(shè)想階段，有的已經(jīng)步入研發(fā)階段，但它們的出現(xiàn)都為電池發(fā)展提供了多一種可能性。
那么，對于上述超級電池，你認(rèn)為哪一款電池更靠譜?或許你有更好的電池設(shè)計(jì)創(chuàng)意，不妨與我們分享一下。
