【盘点】世界最先进的消费级电池

还记得我们给上海迪士尼“推荐”的能源地砖吗?从专业角度讲,这是一种新型电池——飞轮电池(飞轮电池是20世纪90年代提出的新概念电池,它突破了化学电池的局限,用物理方法实现储能)。

新型电池越来越多,也是为了解当今智能设备的“燃眉之急”,就拿手机来说吧,如果它没电了,就形如一块板砖。为此,科学研究者及硬件生产厂商在电池的材料上、技术上努力,希望挖掘更好的电池材料,也希望能将电池容量做大一点,让续航好一点。今天,我们就来涨涨姿势,看看这些神奇的电池。

超轻光伏电池

大家都知道,电池的大小限制了智能手机、电脑、可穿戴设备可以接受的外形。

【盘点】世界最先进的消费级电池

一款超轻量的光伏电池已然问世,它让那些所谓电池限制都成了无稽之谈。因为它的特点除了轻还是轻,轻到可以把它放在泡泡上。

这群麻省理工学院的研究者表示,制造这一电池的核心在于技术,而非材料。他们把电池、基片和保护图层在同一工艺上实现,这样一来可以免受灰尘侵入。

一种名为聚对二甲苯的柔性聚合物用作基片和保护涂层,而主吸光层是由一种叫酞酸二丁酯的有机材料制作而成的。而且,整个过程是在室温下真空完成的,没有使用任何化学溶剂或刺激性化学物质。

当大家把精力都投射在续航能力上时,关注电池的体量也是一个新的拓展点。

这款电池非常轻盈,适用范围也很广,比如说嵌在衣服或笔记本上,比如说太空或是高海拔环境,而且,它可以做为现有设备的简易扩展。

柔性太阳能电池

传统的无机光电器件(即太阳能电池)已经不是什么新鲜事物了,只是它必须加工成坚硬的板块状物件,才能大面积的吸收太阳能,而这明显限制了日常应用。而柔性器件重量轻,并且可以折叠、卷曲、粘贴在曲面上,如汽车玻璃、屋顶、衣服等。

【盘点】世界最先进的消费级电池

如果柔性太阳能电池成为现实,可穿戴设备将变得更加完美。

目前,来自中国、美国以及韩国的科学家已经开发出类似电池,它可以任意改变形状以适应不同的设备。

中国科学技术大学熊宇杰教授课题组基于应用广泛的半导体硅材料,采用金属纳米结构的热电子注入方法,设计出一种可在近红外区域进行光电转换且具有力学柔性的太阳能电池。

熊宇杰课题组将具有近红外光吸收性能的银纳米片与硅纳米线集成在一起,构筑了两种不同的光伏器件,在近红外光照下,银纳米片产生的热电子可以直接注入硅半导体中,近红外光区光电转换效率提高了59%。

这种柔性电池可以安装在你的皮肤上,随时为可穿戴设备提供足够电量。该成果有望用于发展智能温控型太阳能电池及可穿戴太阳能电池。
 
氢燃料电池

电池在燃料上做文章并不鲜见,小站君要说的这个氢燃料电池可以让无人机的续航增添到2个小时。

【盘点】世界最先进的消费级电池

英国Intelligent Energy公司研制出了一种氢燃料电池,这种电池能够让无人机在天上连续飞行2个小时,并且在着陆之后可以立即补充燃料,继续飞行。

这种无人机氢燃料电池加满燃料差不多只有1.6千克,相比锂电池还更轻了。

目前这款氢燃料电池已经安装在大疆Matrice 100无人机上进行了成功测试。Intelligent Energy公司表示,这款电池最快能在今年年底就上市。

不过由于这种氢燃料电池燃料的特殊性,使得电池的危险性增加了不少。只要在技术上把关够严谨,危险系数还是可以控制的。

蔗糖电池

先纠正一下,这款蔗糖电池并不是由蔗糖制成的。只是日常生活中的普通蔗糖可以用来发电。

【盘点】世界最先进的消费级电池

MIT的科学家研究结果显示,使用蔗糖包裹碳纳米管,从一端点燃碳纳米管,就会产生热能波(TPW)来推动管内的电子向前运动,进而产生电流。

各大报道均称,这个原理很复杂!想来科学家整出来的原理也不是我等普通人能理解的。还是来说说它的用处吧~
虽说这种蔗糖电池使用效率不高,但难能可贵的是它储存的电量不会随着时间丢失,这点绝对碾压锂电池。另外,由于该技术中的碳纳米管体量可以被缩小,因此未来糖电池还可以用在可穿戴设备当中。
 
空气充电

华盛顿大学传感实验室研究员创造了无线识别和传感平台(WISP):一个传感器和计算芯片的结合,不需要电池也不需要连接电源线就能运作。

【盘点】世界最先进的消费级电池

它吸收一个RFID(射频识别)读写器发出的无线电波将之转化为电流。

它和Fitbit里的处理器有类似的时钟速度和功能,包括嵌入式加速器和温度传感器。它通过反向散射无线信号实现了这项伟业。

它的带宽类似蓝牙低功耗模式,一种支持大部分蓝牙音箱和无线耳机的无线充电技术。举个例子吧,将WISP安装进健身追踪器,无需把它连接到任何装置里,就可以下载新的追踪功能,或者通过更新来修正错误。

通过联合WISP和RFID读写器,研究人员称,他们已经能够制造10倍快速的无电池计算机。

只是,想要用无线电波给iPhone和笔记本电脑充电,还有些遥远。

不过,目前可以使用WISP的领域有:1、建筑,可以探测到大楼是否在地震中收到了损坏;2、农业领域,能够同时监测几千株植物的能力可以带来巨大价值;3、用于可植入设备,来监测病人的健康;4、健身手环。最重要的,WISP和其他无电池计算机完全可以让物联网设备变得智能起来。

结束语
大家都知道,电池的大小限制了智能手机、电脑、可穿戴设备可以接受的外形,电池的性能有严重制约着这些智能设备的功能发挥。因此,电池甚至电池技术,就是智能硬件整个行业的命脉所在。

产品的性能再高端,功能再酷炫,没有了电源的支撑,一切都只能作废。新型电池技术的引进,将给智能硬件尤其是可穿戴领域带来了新的可能性,无论是体量上还是续航上。
 
来源: 智能硬件小站 作者:娟子

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