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未来的电池很快就会问世:几秒钟就能充电,几个月就能充电,还能在空中充电

While and even are growing ever more advanced, they’re still limited by power. The battery hasn’t advanced in decades. But we’re on the verge of a power revolution.

大型科技公司和汽车公司都非常清楚锂离子电池的局限性。尽管芯片和操作系统在节能方面正变得越来越高效,但在充电之前,我们在智能手机上使用的时间仍然只有一两天。

虽然我们可能还需要一段时间才能让我们的手机用上一周的时间,但开发工作进展顺利。我们收集了所有可能很快就会出现的最好的电池,从空中充电到超快的30秒充电。希望你很快就能在你的设备上看到这项技术。

非对称温度调制

研究表明,我们离极速充电又近了一步——XFC——它的目标是在大约10分钟内完成200英里的电动汽车充电,充电功率为400kW。充电的问题之一是电池的锂电镀,所以不对称的温度调制方法在较高的温度下充电,以减少电镀,但限制在10分钟的循环,避免固体电解质间相生长,这可能会降低电池寿命。据报道,该方法可以在允许XFC充电的同时减少电池退化。

沙粒电池的电池寿命是普通电池的三倍

这种替代型锂离子电池的性能是目前石墨电池的三倍。电池仍然是锂离子电池,就像你在智能手机中找到的那种,但它在阳极中使用硅而不是石墨。

加州大学河滨分校(University of California Riverside)的科学家们关注纳米硅已经有一段时间了,但它的降解速度太快,很难大规模生产。通过使用沙子,它可以被提纯,然后用盐和镁磨碎,然后加热去除氧,得到纯硅。这是多孔的三维结构,有助于电池的性能和潜在的使用寿命。我们最初是在2014年开始这项研究的,现在它即将结出硕果。

是一家电池技术初创公司,正在把这项技术推向市场,已经看到了戴姆勒(Daimler)和宝马(BMW)等公司的大笔投资。该公司表示,其解决方案可以应用于现有的锂离子电池制造领域,因此将可大规模部署,目前有望将电池性能提升20%,或在不久的将来提升40%。

从Wi-Fi获取能量

虽然这很常见,但如何从Wi-Fi或其他电磁波中获取能量仍然是个挑战。然而,A公司已经开发出一种只有几个原子在思考的rectenna(无线电波收集天线),这使得它非常灵活。

他们的想法是,设备可以整合这种基于二硫化钼的rectenna,这样就可以从空气中的Wi-Fi中获取交流电并转换成直流电,既可以为电池充电,也可以直接为设备供电。这样就可以在不需要内部电池(对病人来说更安全),也不需要连接电源来充电的移动设备的情况下,使用有动力的药物。

从设备所有者获得的能量

你可以成为你的下一个设备的电源,如果。“腾”是一种能量收集技术,它可以捕获两种材料接触时产生的电流。

萨里高级技术研究所和萨里大学的一个研究小组深入研究了这项技术如何应用到可穿戴设备等设备上。虽然我们离实际应用还有一段距离,但这项研究应该为设计师提供他们所需的工具,以有效地理解和优化未来TENG的实现。

金纳米线的电池

加州大学尔湾分校(University of California Irvine)的伟人们能够承受大量的充电。结果可能是未来的电池不会死亡。

纳米线比人类头发还要细一千倍,为未来的电池提供了巨大的可能性。但是充电的时候它们总是坏的。这项发现使用凝胶电解质中的金纳米线来避免这种情况。事实上,这些电池在三个月内充电超过20万次,根本没有退化。

固态锂离子

固态电池传统上提供稳定性,但代价是传输电解质。他们对使用硫化物超导体的固态电池进行了测试。所有这一切都意味着更高级的电池。

其结果是,这种电池可以在超级电容的水平下工作,在7分钟内完全充电或放电——这使它成为汽车的理想电池。因为它是固态的,这也意味着它比现在的电池更加稳定和安全。固态单元还应该能够在零下30摄氏度和100摄氏度的环境下工作。

电解液材料仍然面临挑战,所以不要指望很快在汽车上看到这些,但这是朝着更安全、充电更快的电池方向迈出的正确一步。

Grabat石墨烯电池

石墨烯电池有潜力成为最先进的电池之一。已经开发出石墨烯电池,一次充电可以为电动汽车提供500英里的行驶里程。

开发这项技术的公司表示,这种电池可以在几分钟内充满电,充放电的速度比锂离子快33倍。排放对汽车等需要大量电力以便快速行驶的车辆来说也是至关重要的。

目前还不清楚Grabat电池是否用于任何产品,但该公司有汽车、无人机、自行车甚至家庭使用的电池。

Laser-made微型超级电容器

莱斯大学的科学家们已经研制出了微型超级电容器。目前,它们的制造成本很高,但使用激光可能很快就会发生变化。

通过使用激光将电极图案烧成塑料薄片,制造成本和工作量大幅下降。结果是,这种电池的充电速度比目前的电池快50倍,放电速度甚至比目前的超级电容器还要慢。它们甚至很坚韧,在测试中弯曲超过10,000次后仍能工作。

泡沫的电池

普列托相信电池的未来是3D的。该公司使用泡沫铜基板的电池成功地解决了这个问题。

这意味着,由于没有易燃的电解液,这些电池不仅更安全,而且寿命更长,充电速度更快,密度是现有电池的五倍,制造成本更低,体积更小。

普列托公司的目标是首先将电池放入可穿戴设备等小物件中。但它表示,电池可以升级,因此我们可以在未来的手机甚至汽车上看到它们。

可折叠电池像纸一样坚韧

这是为了使可弯曲的装置成为可能而开发的。这种纸状的电池可以折叠并且防水,这意味着它可以集成到衣服和可穿戴设备中。

这种电池已经被制造出来,甚至还经过了安全测试,包括折叠超过20万次而不影响性能。

uBeam在空气充电

利用超声波来传递电流。能量被转化为声波,人与动物听不见,声波被传输,到达设备后又被转化为能量。

这是25岁的天体生物学毕业生Meredith Perry偶然发现的。她创办了一家公司,该公司将使使用5毫米厚的板在空气中充电成为可能。这些变送器可以安装在墙上,或做成装饰艺术品,向智能手机和笔记本电脑发送电力。这些小玩意只需要一个薄薄的接收器来接收电荷。

StoreDot在30秒内为手机充电

这家初创企业诞生于特拉维夫大学(Tel Aviv University)的纳米技术系。它与目前的智能手机协同工作,使用由天然有机化合物肽(氨基酸短链)制成的生物半导体,肽是蛋白质的组成部分。

结果是一款可以在60秒内为智能手机充电的充电器。该电池由“不易燃的有机化合物包裹在多层安全保护结构中,防止过电压和过热”,所以爆炸应该没有问题。

该公司还透露,计划为电动汽车制造一种电池,充电时间为5分钟,续航里程为300英里。

目前还不清楚StoreDot公司的电池何时会在全球范围内上市——我们预计在2017年上市——但什么时候上市,我们预计它们会变得非常受欢迎。

透明的太阳能充电器

用户只需将手机置于阳光下即可充电。

虽然在一段时间内还不太可能投入商业使用,但该公司希望它能在解决电池电量不足的日常问题上有所作为。与普通的太阳能电池板一样,这款手机可以在阳光直射和标准灯光下工作。

铝空气电池充电一次可行驶1100英里

一辆车做到了。这个超级范围的秘密是一种叫做铝空气的电池技术,它利用空气中的氧气来填充阴极。这使得它比液体锂离子电池要轻得多,为汽车提供了更大的续航能力。

尿动力电池

比尔盖茨基金会正在资助布里斯托尔机器人实验室的进一步研究。科学家们已经展示了给智能手机充电的效率。但它是如何工作的呢?

利用微生物燃料电池,微生物吸收尿液,将其分解并输出电能。

声动力

英国的研究人员已经制造出一种可以在大气层中探测的手机。

这款智能手机采用了一种叫做压电效应的原理。纳米发电机是用来收集周围的噪音并将其转化为电流的。

这种纳米棒甚至可以对人的声音做出反应,这意味着爱说话的手机用户实际上可以在通话时给自己的手机充电。

20倍的速度充电,瑞登双碳电池

Power Japan Plus已经宣布了这项新的电池技术。它不仅比锂电池寿命更长,充电速度更快,而且可以在生产锂电池的工厂生产。

电池使用碳材料,这意味着它们比目前的替代品更可持续,更环保。这也意味着电池的充电速度比锂离子快20倍。它们也将更加耐用,能够维持3000次充电循环,而且它们更安全,发生火灾或爆炸的可能性更低。

钠电池

日本科学家正在研究一种新型电池,这种电池不像智能手机电池那样需要锂。这些新电池将使用地球上最常见的材料之一钠,而不是稀有的锂——它们的效率将是传统电池的7倍。

自80年代以来,钠离子电池的研究一直在进行,试图找到一种比锂更便宜的替代品。通过使用地球上第六常见的元素盐,电池可以变得更便宜。未来5到10年内,这种电池有望用于智能手机、汽车等产品。

Upp氢燃料电池充电器

现在已经有了。它使用氢来给你的手机充电,让你远离手机,保持环境友好。

一个氢电池可以提供5次手机充电(每个电池25瓦时的容量)。唯一的副产品是水蒸气。一个USB类型的插座意味着它将充电大多数USB设备与5V, 5W, 1000mA输出。

内置灭火器的电池

锂离子电池过热、着火甚至爆炸的情况并不少见。三星Galaxy Note 7的电池就是一个很好的例子。他们发明了内置灭火器的锂离子电池。

这种电池有一种被称为磷酸三苯的成分,通常被用作电子产品中的阻燃剂,它被添加到塑料纤维中以帮助将正极和负极分开。如果电池温度上升到150摄氏度以上,塑料纤维就会融化,磷酸三苯就会释放出来。研究表明,这种新方法可以在0.4秒内阻止电池着火。

不会爆炸的电池

锂离子电池具有易挥发的液体电解质多孔材料层,夹在正极和负极之间。马萨诸塞州塔夫茨大学(Tufts University)的研究员迈克·齐默尔曼(Mike Zimmerman)有,但没有这种固有的危险。

齐默尔曼的电池非常薄,比两张信用卡略厚,并用一层具有类似性能的塑料薄膜替换掉电解质液体。它可以被穿透,粉碎,并可以暴露在高温下,因为它不是易燃的。在这项技术推向市场之前,还有很多研究要做,但知道有更安全的选择是件好事。

液体Flow 电池

他们发明了一种电池,可以将能量储存在溶解在中性酸碱度水中的有机分子中。研究人员表示,与目前的锂离子电池相比,这种新方法将使流动电池的使用寿命更长。

我们不太可能在智能手机等产品中看到这种技术,因为与流动电池相关的液体溶液被储存在大容器中,容器越大越好。人们认为这是储存风能、太阳能等可再生能源的理想方式。

事实上,在流动电池中使用液态金属可能会有很好的效果,声称其电压是传统流动电池的两倍。研究小组认为,这可能是一种储存间歇性能源(如风能或太阳能)的好方法,可以根据需要迅速将其释放到电网中。

他们还开发了一种更小的液体流动电池,这种电池有可能用于移动设备。这种新电池声称不仅能给元件供电,还能同时冷却它们。这两家公司已经发现了两种可以胜任这项任务的液体,它们将被用于一个每平方厘米能产生1.4瓦电力的系统,为电池保留1瓦的电力。

Zap& Carbon-ion电池

一家位于牛津的公司已经开发并生产了第一款碳离子电池,现在已经可以供消费者使用了。碳离子电池结合了超级电容器的超快充电能力和锂离子电池的性能,同时完全可回收利用。

该公司的powerbank充电器可以在五分钟内充满电,然后在两小时内为智能手机充满电。

锌空气电池

悉尼大学的科学家们相信,他们已经找到了一种制造锌空气电池的方法,比目前的方法便宜得多。锌空气电池被认为优于锂离子电池,因为它们不会着火。唯一的问题是它们依赖昂贵的组件来工作。

悉尼立大学已经设法不需要昂贵的组件,而是一些更便宜的替代品。更安全、更便宜的电池即将问世!

智能服装

研究人员正在开发一种能让你把衣服当作能量来源的方法。这种电池被称为摩擦电纳米发电机(TENGs),可以将运动转化为储存的能量。储存的电力可以用来为移动电话或Fitbit健身追踪器等设备供电。

这项技术不仅可以应用在衣服上,它还可以集成到路面上,所以当人们经常走过它的时候,它可以储存电力,然后用来驱动路面,或者在汽车的轮胎上,这样它就可以驱动汽车。

可伸缩的电池

加州大学圣地亚哥分校的工程师们已经开发出一种利用汗液发电的方法。据说这些能量足够为led和蓝牙收音机供电,这意味着有一天它可以为智能手表和健身追踪器等可穿戴设备供电。

三星的石墨烯电池

三星(Samsung)已成功开发出一种电池,使其当前锂离子电池的容量提高45%,充电速度比当前电池快5倍。为了更好地理解这一点,三星表示,新款石墨烯电池可以在12分钟内充满电,而当前的电池大约需要一个小时。

三星还表示,它的用途不仅限于智能手机,还可以用于电动汽车,因为它可以承受高达60摄氏度的高温。

更安全,快速充电的当前锂离子电池

加州大学的科学家们已经开发出一种新技术,可以使当前的锂离子电池充电速度达到推荐电流限制的5倍。这项技术不断地测量电池的温度,比目前的方法精确得多。

科学家们发现,在不影响电池性能或过热的情况下,目前的电池实际上可以超过推荐的限度。也许我们根本不需要任何其他提到的新电池!

历史上的今天
十一月
6
    哇哦~~~,历史上的今天没发表过文章哦
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