新一代移動電源走進民眾生活 未來電池誰領風騷 

王小龍

2010年03月23日09:10  來源:《科技日報》

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①與郵票大小、薄厚相當的THINERGY薄膜電池②CES 2010上展出的Powermat無線充電器③Mobion便攜式燃料電池



  電源問題一直是困擾移動電子設備開發和使用的一個瓶頸。長期以來,人們不得不在電池的體積、容量、電壓和充電速度間進著痛苦的取舍。

  隨著科技的發展,未來這一切或許都將出現改觀。英國《新科學家》雜志日前發文預測,未來5年到10年內,下一代移動電源就將走進普通民眾的生活,與目前的技術相比,新型移動電源會更小、更輕薄,在續航能力和硬件兼容性方面也會表現更加出色。

  薄膜電池技術

  再過幾年,傳統的AA和AAA電池或許就將成為歷史,取而代之的是大小猶如郵票一樣、可迅速充放電的薄膜電池。由美國Infinite Power Solutions(IPS)公司設計的Thinergy系列薄膜電池就是其中的代表。

  據IPS公司技術營銷副總裁蒂莫西·布蘭頓介紹,Thinergy薄膜電池厚度僅為0.17毫米,內部不含液態或有機聚合物電解質及其他重金屬有害物質,全部使用固態化學原料。最小的一款面積僅為25.4毫米×12.7毫米,與半張郵票的大小、薄厚無異。在標准條件下,充電時間為10分鐘,極端條件下如能保証充電電流數秒即可充滿﹔每年的漏電損耗僅為1%﹔該電池50%深度放電的壽命可達100000次,遠超過普通固態薄膜電池在同樣情況下的1000次。若與周邊能源相結合,Thinergy薄膜電池能為無線傳感器節點及其他微型系統提供永久電力,並實現十年以上的免維修運作。

  但由於目前該電池標准電壓僅為4.1伏,容量也僅達到1毫安左右,還無法取代手機或筆記本電池,其目前的主要目標是成為紐扣電池、AA和AAA電池的換代產品。自2009年6月起,Thinergy系列產品已開始向部分電子廠商供貨,但目前還未推出面向普通消費者的消費級產品。

  燃料電池技術

  小型化燃料電池同樣可被應用於消費級電子設備當中。雖然從外表和原理上看,燃料電池與普通電池類似,也有正負極,也通過化學反應產生電力,但實質上燃料電池是一種把燃料和電池兩種概念結合在一起的裝置,不但可以蓄電還能自己“發電”。

  美國機械技術公司(MTI)首席執行官彭尼·利姆說,雖然目前的燃料電池多用於汽車電源,在體積上都較為龐大,但他們已經開發出了能用於手機的便攜式燃料電池。其實早在2008年年底,MTI公司就推出過一款以甲醇為燃料的便攜式燃料電池。據該公司稱,這種燃料電池可為便攜式電子設備提供8小時到10小時電源供應,而換做同樣規格的普通鋰電池,續航時間則僅為兩三個小時。

  不過MTI公司同時也承認,雖然在續航時間上較為理想,但在像閃光燈這樣需要較大瞬時電流的設備上使用時,便攜式燃料電池的表現仍稍顯不足。

  據了解,目前以Mobion技術為基礎的手機電池原型也已推出,消費級產品則有望在5年到10年內面市。

  壓電材料技術

  壓電效應指某些介質在沿一定方向上受到外力的作用而變形時,其內部會產生極化現象,同時在它的兩個相對表面上出現正負相反的電荷。我們日常生活中經常接觸到的打火機和煤氣灶的點火裝置便是其應用的一種。而未來10年中,採用壓電效應的電源絕對不會這麼簡單。

  在最新一期的《納米通訊》雜志上,科學家們提出了一個用壓電材料制成能量收集系統的設想,並獲得了初步成功。研究人員用納米鋯鈦酸鉛(PZT)制成了一種可穿戴的壓電材料,這種材料能將80%的機械能轉化為電能。人體的走動、呼吸和其他運動均可觸發壓電系統。

  研究人員稱,這種壓電材料將有望為包括手機在內的多種小型電子設備提供電力,若將其用於心臟起搏器供電,患者將免去每隔幾年就要通過手術為起搏器更換電池的煩惱。

  無線充電技術

  對消費電子產品而言,除電池外,充電器的作用也同樣重要。據相關機構估計,全球至少有150億個充電器,平均下來地球上的每個人至少有兩個。雜亂的電線、各式各樣的插頭、沉重的電源適配器……相信不少人都曾為此苦惱過。

  不過,在未來5年到10年,這一切或許就會成為遙遠的回憶,屆時不用連接線、不用插頭甚至不用接觸就可以進行充電的無線充電技術將成為主流。

  在今年1月結束的2010年國際消費電子展(CES)上,這種看似魔術的技術已有量產的產品推出。雖然就目前而言這種充電技術的成本和充電效率還不甚理想,但我們完全可以想象,再過幾年,通過車庫的地面就能為停在上面的電動汽車充電﹔手機無需拿出口袋就可補足電力﹔放在家中的筆記本電腦等便攜設備不僅可以無線上網,也可以通過無線充電讓電池始終保持滿格。而總有一天,電能也能像無線電波一樣跨越大洋。

(責任編輯:魏艷)
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