鉅大LARGE | 點擊量：1223次 | 2018年07月28日
未來的超級電池的介紹
生活中，我們常常被“電量不夠用”困擾。手機早上出門充得滿滿的，半天不到電就沒了，而且每次都在關鍵時刻沒電，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。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勢，猜猜哪款電池能夠為你所用。
特質一：體型不大性能強
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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的科研團隊制成一種特殊的人造鉆石，將其放入輻射場中能夠產生微弱的電流。大多數發電技術是利用能量讓磁鐵在線圈中間移動產生電流，人造鉆石則只需將它放置在放射源附近，就能產生電荷。
現階段，這種人造鉆石核電池采用的是鎳-63作為主要發射源，接下來團隊將探索使用碳-14來代替鎳-63，提升鉆石核電池的發電效率。如果使用碳-14，用上5730年電池發電量才會下降一半，從而徹底改變目前困擾各種電子設備的電池續航短板。
其實，核電池早先多用于特種或特種航天技術，體積較大。在航天領域，把核電池安裝在太陽能不夠用的探測衛星上，或安裝在發射到太陽系外的無人飛船上。
不過如今它被運用到了手機電池研究上。美國科學家想出了為核電池“瘦身”的妙計，他們把核電池內易受損的固體半導體換成了不易受損的液體半導體，研發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電池的100萬倍。
此外，由美國密蘇里大學計算機工程系研究組研發出了體積小但電力強的“核電池”。通過利用微型和納米級系統開發出了超微型電源設備，這種設備通過放射性物質的衰變，釋放出帶電粒子，獲得持續電流。
此次微型核電池的成功研制，推動了核動力的普及，說不定將來會出現核動力筆記本、核動力臺式機等。
特質二：極速充電更安全
英國ITRI有限公司去年發布了一款與斯坦福大學共同研發的可快充鋁電池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1分鐘，且充電循環次數可高達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轉換為充電態，只有極少數被消耗掉。同時，該電池由石墨和鋁材料制成，安全性超越現有的鋰電池。
另外，一個名為ShawnWest的發明家，在Kickstarter眾籌平臺上發起了一項高速充電電池的集資活動，可以在26秒完成充電，未來也有可能應用在手機等領域。
目前主流電動車慢充時間在5到10小時之間，快速充電能在1到2小時內充滿，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發明了一種基于納米管的新型電池，能在2分鐘內充電70%，其使用壽命長達20年。傳統的鋰電池無法快速充電，主要出于石墨電極的安全考慮，在工作時電極表面會形成電解質膜，減慢鋰離子的運輸速度。但南洋理工大學采用二氧化鈦納米管凝膠來替代石墨，能讓化學反應加速，進而縮短充電時間。但由于工藝復雜，成本較高，這項技術要普及恐怕還需要好幾年。
特質三：持久耐用壽命長
氚電池最大的特點是超長壽命、超抗壓抗震能力、超強抗低溫高溫能力。其壽命長達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由佛羅里達州CityLabs實驗室成功研發。
還有一種鋰空氣電池，最大優點是能量密度高，目前的鋰離子電池能量密度只有200Wh/kg左右，而現有的鋰空氣電池已經達到500Wh/kg，理論上的極限是12kWh/kg，還有極大的提升空間。IBM公司很看好這項技術，發起了“電池500”的項目，將續航里程提升到800公里。
鋰空氣電池的正極是多孔導電碳，負極為鋰電池，為了讓鋰離子和空氣充分接觸，特意將電池內部結構設計得像人體肺部一樣，來加大與空氣的接觸面積。這種電池的充/放電效率較低，而且穩定性也是一大難題，要看到它應用在電動車上，估計要等到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成，這項技術能夠在最短時間內對手機和汽車快速充電，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。
飛輪電池則突破了化學電池的局限，用物理方法實現儲能。飛輪旋轉時具有一定動能，飛輪電池正是以其動能轉換成電能的。高技術型的飛輪用于儲存電能，就很像標準電池。放電時，電機則以發電機狀態運轉，在飛輪帶動下對外輸出電能，完成機械能(動能)到電能轉換。
飛輪電池比能量可達150Wh/kg，使用壽命長達25年，可供電動汽車行駛500萬公里。美國飛輪系統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。
特質四：簡單易得人性化
日前，蘋果公司公布一項新專利，未來iPhone或嵌入一塊內含觸摸感應器的太陽能面板。只要在有陽光的環境下，太陽能充電板就可以吸收太陽能并將轉化的電能存儲于電池中，為手機提供源源不斷的電力，同時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進入感光元件，并且可以在設備的內部使用光纖材料使光線的方向得到改變從而轉化為電能。
更新鮮的是“體溫電池”。手機沒電，身體取暖，通過僅有創可貼大小的貼片將人體熱量轉化為電能。
這項聽起來很新奇的充電方式，研發團隊來自韓國科學技術院(KAIST)，他們通過一個材質為玻璃纖維，僅創可貼大小的貼片，將人體的熱量轉化為電能的技術，供給設備充電。通過利用人體皮膚與外部環境的溫差來轉化電能。這項技術為可穿戴設備的長時間續航提供可能，減少智能設備對電池的依賴，讓人體為設備供電。
無論日常攜帶、戶外探險或災情備用，手電筒都是必備物品。照明設備來說通常離不開電池，當你需要手電時，一打開發現沒電了，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電的手電筒，不用電池就能正常使用。
體溫發電的手電筒能有多亮?當人體體溫度為36.7攝氏度，室溫為27.8攝氏度時，人體觸摸Lumen手電筒可以產生15mA的電流，這點電量就足以點亮CREE5mm的超高亮LED，發光強度達到3000mCd。當兩者溫度差變大，產生的多余電量將儲存在電容器當中。
當然，超級電池的種類還有很多，各有優缺點。有的還處在設想階段，有的已經步入研發階段，但它們的出現都為電池發展提供了多一種可能性。
那么，對于上述超級電池，你認為哪一款電池更靠譜?或許你有更好的電池設計創意，不妨與我們分享一下。
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