未来的电池你听说过吗？

轩轩手玩?爱玩 2023-05-26

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1尽管智能手机、智能家电、甚至是智能可穿戴设备越来越高级，但它们仍然面临一个世纪难题——充电问题。几十年来，电池并没有太大变化，但我们即将迎来一场能量革命。大型技术和汽车公司总是局限于锂电池的弊端不能自拔。虽然芯片和操作系统都越来越高效节能，但每隔一两天，智能手机必须充一次电。幸好，大学研究员也开始研究电池了。虽然现在手机电池还撑不了一周那么久，但充电技术的进步是实打实地在进行。这篇文章集合了所有可能在不久的将来进入人们生活的最佳电池发明，包括无线充电、30秒快充等等，希望有朝一日你我能切实体验到这些技术的到来。2Bioo植物充电器从外形上看，Bioo就是一个花盆，它利用光合作用产生的能量给你的平板电脑、手机等设备充电。这款产品已经上市可以购买。Bioo一天能充电两到三次，电压3.5V，电流0.5A。充电用的USB接口很巧妙地伪装成了石头的形状。Bioo花盆利用有机材料与水和植物光合作用时产生的有机物反应，这一过程可以产生足够的电量为设备充电。3金纳米线电池来自加利福尼亚大学欧文分校的研究人员们，想出了纳米线电池的点子，有效减少充电次数。若研究足够成功，未来可能出现不会坏的电池。纳米线比人的头发还要细1000倍，却为电池的未来带来了巨大的可能性。但在充电过程中，纳米线容易断，因此研究人员使用了有凝胶电解质包裹的金纳米线来避免折断。实际上，这种电池已经在三个月内经历了20多万次充电测试，电池性能没有一丝退化。4固态锂离子传统认为固态电池更稳定。丰田汽车公司科学家出版的研究报告，描述了他们对使用硫化物超离子导体的固态电池的研究，这意味着一款超级电池即将诞生。这种电池可作为超级电容器，在7分钟内充电或放电，因此十分适合汽车使用。由于这是一款固态电池，所以它比一般电池更稳定、更安全。这款电池可以在零下30摄氏度到零上100度的环境中工作。研究人员仍然面临着电解质材料带来的挑战，因此这款电池不会那么快出现在汽车中，不过它已经说明了人们正向更安全、充电更迅速的电池迈进。手机和无人机的燃料电池新款燃料电池的诞生，意味着手机将可一周充一次电，而无人机将可飞行超过一小时。韩国浦项科技大学的科学家们，首次将多孔不锈钢与薄膜电解质和最低热容的电极结合，制出了比锂离子电池更耐用、电量持续时间更长的电池。5石墨烯汽车电池石墨烯电池代表着未来。一家公司研究出了一款名为Grabat的电池，一次充电可让电动汽车行驶800公里之远。这家公司的名字是Graphenano，据称这款电池只需几分钟就能充满电，它的充电和放电速度是锂离子电池的33倍。对需要大量能量的汽车而言，放电功能也同样重要。这款2.3V Grabat的比能量为1000 Wh/kg，而一般锂电子电池的比能量仅为180 Wh/kg。6激光制微型超级电容美国莱斯大学的研究人员成功研发了一款微型超级电容。现阶段，这种超级电容很昂贵，但如果用上激光，这种情况将迅速改善。用激光将电极图形烧制在塑料板上，可以极大降低制造成本且省时省力。这款电池比一般电池充电速度快50倍，但比现有的超级电容放电还慢。而且，这款电池还很结实，即使被折10000次，也还能正常工作。7钠离子电池法国研究人员们和一家名为RS2E的工业企业，联合研发了钠离子电池，这种使用盐的电池已经在一些笔记本电脑中使用了。这种电池规格标准，因而可以用在笔记本电脑甚至是特斯拉Model S一类的电动汽车中。钠离子电池的制造方法和运行原理都尚未公开。这款6.5cm的电池比能量为90 Wh/kg，但只能充电2000次，其技术仍有待改进。8泡沫电池Prieto公司相信3D技术是电池的未来，因此他们研发了铜制泡沫基底的电池。这意味着这种电池不含任何可燃电解质，使用更安全，而且比一般电池寿命更长、充电更快，密度是一半电池的5倍，还比一般电池制造成本更低、体型更小。Prieto计划先将这款电池用于小型设备，比如一些可穿戴设备。不过这种电池还可进一步升级，未来将可用于手机甚至汽车。9固态电池麻省理工学院的科学家与三星合作，研发出了一款比现有锂离子电池更好的固态电池。这种新电池更安全、更耐用、充电更多。现有锂离子电池是通过电解液在两个电极间传送带电粒子来实现充电的。这种电解液为易燃物，因而会损耗电池，减短电池寿命。麻省理工学院的报告指出，新电池在损耗前可以充电成百上千次，其带来的能量密度比一般电池高20%到30%，意味着可以为设备充更多电。而且，新电池不易燃，因而可以在电动汽车中使用。10纳米“卵状”三倍电容充电只需6分钟麻省理工学院的科学家研发了一种电池，其电容是现在一般电池的三倍，且只需6分钟就能充满电。而且，这种电池损耗极慢，可以使用相当长一段时间。这款电池最大的优势是它的成本很低、极易量产，因此不久之后我们可能就会在市面上发现这款电池了。111分钟即充满电的铝石墨斯坦福大学的科学家研发了一种铝石墨电池，可以在1分钟内充满智能手机。这款电池唯一的问题是，它只能储存一般锂电池一半的能量，不过既然1分钟就能充满电，相信这也不算什么大问题。12可弯曲电池来自亚利桑那州立大学的研究团队从日本古代折纸艺术中获得灵感，研发了一款可弯曲的电池。这款电池的诞生，意味着智能手表可以使用可弯曲的表带做电池，这样手表使用时间更长，手表本身的体积也可更小。从长远角度看，这款电池也十分适合监测生命体征的智能服装。13皮肤的能量这是一款利用人的皮肤摩擦产生能量的电池。你手指轻轻一敲，就可以产生能点亮12个LED灯泡的电能。这意味着未来的可穿戴技术或智能服装可能都不需要任何电池。这种电池的工作原理是什么呢？一个由50纳米薄的金膜制成的电极用于收集电流。在这层金膜上，是一层由上千个极小柱状体组成的硅胶，以使皮肤接触的表面积更大，产生更大摩擦力。因为皮肤是其中一个摩擦层，所以这款电池体积可以很小。科学家已经对外展示了一款采用了这种电池的可穿戴技术产品。下一款使用它的产品会是什么呢？希望所以产品都可以吧。END 20210311

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