为什么现在的电池电量消耗这么快,有没有千年不用充电的电池?
来源:宝鄂实业
2019-03-10 10:23
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千年不用充电的电池
生活中,你肯定在为你的手机电量是否充足、是否要马上充电等问题而操心劳神,
所以,如果给你一块几个月都不需要 充电的电池,你马上会高兴起来,如果给你一块你一辈子都不用充电的电池,你会不会惊讶万分?如果给你一块几百代人都 不用充电的电池,你会不会觉得这是神话?告诉你,美国科学家眼下就创造出了这个神话。
那么神话是怎么创造出来的呢?原来,早些时候,科学家就发现,当放射性物质衰变时,就能够释放出带电粒子,
如果采 取一定特殊的办法,就能够把带电粒子驯服归拢起来,形成电流。后来科学家依照这个发现和放电原理,发明了大型的核电 池,用于工业和航天业。如在航天领域,可把核电池安装在太阳能不够用的探测卫星上,或安装在发射到太阳系外的无人飞 船上。遗憾的是,因核电池必须装有一个收集带电粒子的固体半导体,但由于辐射的作用,固体半导体很快就会受损,而为 了降低受损程度,核电池就必须做得足够大。
正因为核电池变小很难,所以它就很难在小型或微型电子设备上派上用场,自 然也就很难把它做成手机电池了。
直到最近,情况有了转机,美国科学家想出了为核电池“瘦身”的妙计,他们把核电池内易受损的固体半导体换成了不 易受损的液体半导体,这样不但能完成收集带电粒子的使命,而且还可以大幅度“瘦身”,真可谓是一举两得。按照新思路 研发出的圆形核电池直径有1. 95厘米,厚才1.55毫米,仅仅比1美分硬币大一点点,但其电力却是普通化学电池的100万倍。
科学家认为,在遥远的未来,微型核电池将被广泛使用到小型和微型电子系统,比如说用于分析血样的微型电子仪里。 因核电池提供电能的时间非常长,到那时,只需要一个硬币大小的电池,就可以让我们的手机5000年不用充电。另外,像正 在流行的电动车的电池,也有望实现让人至少一辈子不用充电的梦想。至于核电池是否会出现核污染问题,科学家指出,这 个问题早在发明它的时候就同时解决了,人们不必为此担忧。
随着柔性可穿戴化、微型化、集成化电子器件的快速发展,迫切需要开发高性能、轻量化、穿戴式及结构功能一体化柔性电源及其技术。锂离子电池是目前社会上应用最广泛、最为流行的一种电源,但存在着体积大、形状固定、柔性差、电解液泄漏和可燃等安全问题,因此难以满足柔性化、小型化电子器件的需求。
最近,该研究团队率先开发出一种全固态平面集成化的锂离子微型电池。该锂离子微型电池以纳米钛酸锂纳米球为负极,磷酸铁锂微米球为正极,高导电石墨烯为非金属集流体,离子凝胶为电解液,具有平面十指交叉构型且无需使用传统隔膜和金属集流体。获得的锂离子微型电池具有多方向传质的优势,表现出高体积能量密度125.5mWh/cm3,优异的倍率性能;超长的循环稳定性,3300次循环后容量基本没有衰减;以及良好的机械柔性,在反复弯曲或扭曲下其电极结构无损坏以及电化学性能无明显变化。同时,该微型储能器件能在100°C的高温环境下稳定工作且具有长循环稳定性(1000次循环)。此外,该锂离子电池无需金属连接体便能实现模块化自集成,实现输出电压和容量的有效调控。因此,该锂离子微型电池在柔性化、微型化电子器件的应用中具有很大潜力。