鉅大LARGE | 點擊量：1753次 | 2018年05月21日
這些黑科技讓電池技術進步
制造商、消費者都希望設備的續(xù)航時間能夠延長，每一次推出新手機時，我們都會看到一些新功能，比如屏幕分辨率越來越高，攝像頭越來越好，與此同時，我們都渴望電池續(xù)航時間能延長。
對于大多人來說，如果白天一天都在使用手機，晚上一般都要充電，有些人干脆隨身攜帶充電寶，或者四處尋找插座。當電動汽車革命風起云涌時，快速充電與長續(xù)航電池成為革命的關鍵。
事實上，電池續(xù)航一直在改善，只是在日常設備中無法完全看清技術進步帶來的好處。
還有什么呢？還有無線充電。我們所說的技術不是將手機放在充電墊上，而是說長距離無線充電。如果真的能夠長距離實現(xiàn)無線充電，設備就可以一直有電，不論在哪里都行。
現(xiàn)有技術
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%
目前手機、電動汽車使用的電池仍然是鋰離子電池。鋰電池充電很快，可以循環(huán)充電很多次，電池容量也比較大。不過現(xiàn)在的設備比以前任何時候耗電量都要高，汽車如果想提高效率，也需要快速充電技術，在未來一段時間內，電池仍然會扮演重要角色。
電源管理解決方案提供商Eaton的專家路易斯o謝弗（LouisShaffer）說：“我們老是聽到有人說電池取得突破，但手機還在使用鋰離子電池。創(chuàng)新需要時間。鋰離子電池用了30多年才成為主流，1980年代鋰離子電池就發(fā)明出來，最終裝進了iPhone。”
智能燈具制造商Tridonic的產品經里克里斯o斯拉特里（ChrisSlattery）認為，之所以進展緩慢有一個重要原因：“為什么升級手機？現(xiàn)有手機的續(xù)航時間縮短是一個重要原因?！?/p>
“如果能夠解決電池續(xù)航問題，手機的功能沒有太大變化，那么升級新智能手機的主要動力就少了一個?！?/p>
超級電容
許多人認為，超級電容器是能源存儲技術的未來，它可以將能量存儲在電場內，不會形成化學反應，電池會有化學反應，這樣一來超級電容技術的充放電循環(huán)次數(shù)會比電池多很多。
全球超級電容存儲解決方案提供商SkeletonTechnologies的CEO塔維o馬蒂伯格（TaaviMadiburk）認為：“未來我們不會替換鋰離子電池，而是將鋰離子技術與超級電容器結合，組成混合方案?！?/p>
“這樣一來，我們就可以將電池的高能量密度和超級電容器的高功率密度和高輸出功率結合在一起?！?/p>
“只要2-3秒就可以給超級電容器充滿電，充放電循環(huán)次數(shù)達到100萬次。由于超級電容器可以保護電池，使之免受高電涌的傷害，電池組的續(xù)航時間將會延長50%，續(xù)航里程延長10%。”
Skeleton還在改進電網，為越漸增長的電動汽車供電。它認為，某些地區(qū)的大型電網會被更小、更分散的電網替代，也就是“微電網”。馬蒂伯格補充說：“我們目前正在研究超級電容器，將它視為謎題的一部分。”
固態(tài)電池
現(xiàn)在已經出現(xiàn)一種新的電池技術，它使用的仍然是老式鋰電池。
我們所說的就是固態(tài)電池技術，沒有電解液（用來傳輸帶電粒子），所以比目前的電池更安全，可以像超級電容器一樣運行，也就是說它的充電放電速度快很多。
固態(tài)電池特別合適汽車使用，它可以為汽車輸送更多的電力，由于充電速度快，司機在充電站等待的時間大大縮短。
豐田科學家研究出一種固態(tài)電池，只需要7分鐘就可以將電量從0充到100%。
還有一門技術也比較有前途，那就是鋰空氣電池，如果將這種電池裝進汽車，充電一次可以開1100英里。還有“沙式電池”，雖然它也屬于鋰離池，不過性能比鋰電池好3倍，造價更低，無毒，環(huán)保。
談到改進型電池，最有希望的可能是石墨烯電池。Graphenano開發(fā)了Grabat電池，它的充電速度比鋰離子電池快33倍，輸出功率更高，特別合適汽車使用。
沒有電池的手機
如何造出沒有電池的設備呢？讓設備消耗的電量降到足夠低的水平是一個辦法。曾經有人制造過不需要電池的手機，它消耗的電量很少，手機使用的組件相當普通，任何人都可以買到。
這臺手機是華盛頓大學的工程師設計的，它可以從環(huán)境中汲取電能，手機上有天線，會從無線電信號、光線中收集能量，然后存入微型太陽能電池。
最終，手機只要3.5微瓦的電能就可以運行。不過手機的功能有限，只能打電話，如果能夠造出一臺備用手機，尺寸和微型信用卡差不多，能夠輕松放進錢包，對于某些人來說可能很有吸引力。
環(huán)境供電
我們還看到其它一些突破性技術，它們從環(huán)境中汲取電能。有一種技術用到了聲音和納米發(fā)電機，你向手機講話就可以發(fā)電并給手機充電。
MIT科學家曾經展示過一種技術，從空氣水露中汲取電能，只是目前科學家只能“創(chuàng)造”出1微瓦的電量，如果將上述方法結合，好好改進一下，也許可以給帶來突破，打開通向未來的大門。
空中電力
從空中傳輸電力一直是人類的夢想，最早可以追溯到尼科拉o特斯拉（NikolasTesla），但直到最近空中充電才變成現(xiàn)實。有一家公司宣稱自己已經掌握該技術，它就是uBeam，它的技術比Qi無線充電更先進，Qi技術只能近距離充電，有許多智能手機已經支持。
uBeam系統(tǒng)是25歲天體物理學研究生梅里迪斯o比瑞（MeredithPerry）開發(fā)的，他已經拿到2800萬美元融資。uBeam用微波傳輸能量，可以相隔幾米跨過房間給設備充電。比瑞曾經展示如何用新技術給手機充電，他說電視、計算機、汽車都可以使用。
不過uBeam消耗的電力很多、制造成本很高、充電速度比較慢，盡管如此，uBeam的確沒有使用線纜，它也許會為未來指明方向，未來我們不再需要電池。
如果uBeam系統(tǒng)可以高效運行，大規(guī)模部署，變成手機網絡一樣的系統(tǒng)，我們就可以讓設備從系統(tǒng)中汲取電力。這樣一來，手機與電動汽車就不必充電了。
這樣的未來真的近在咫尺嗎？恐怕不是吧。
人力充電
現(xiàn)在事情變得有趣了，實際上，我們可以從人類身上汲取電力。簡單來講，就是通過人類的移動給設備充電。
科學家已經演示過該技術，他們給12個LED燈泡供電。人類使用設備的方式沒有變化，這種技術的方向應該是正確的。怎么做到的？科學家將50納米薄金膜放在硅橡膠納米柱下，這樣一來與皮膚接觸的面積就會達到最大。接觸面越大，摩擦力也就越大，用戶只需要將設備戴在身上就可以充電，這種技術特別適合穿戴設備。
比爾蓋茨基金會也開發(fā)了一種新技術，它可以從尿液中收集電力，給一臺手機充電沒什么問題，新電池名叫“微生物燃料電池（MicrobialFuelCell）”。
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