電池技術的未來：從超級電容到空中無線充電
電，無疑是人類最偉大的發(fā)現，如今人類社會已經無法離開電能。而在消費電子領域，任何數碼產品同樣依賴電池，同時人們也希望電池壽命能夠盡可能地長，減少每天充電的次數。 從鎳氫電池到鋰電池、鋰聚合物電池，手機等數碼產品的電池壽命可能不盡如人意，但也需要換個角度去看，因為現在的手機已經是多媒體互聯網終端、而不僅僅是一支電話。當然，電池、充電技術迫切需要進化，下面我們就來看看最有潛力的新型電池及充電技術吧。 超級電容 超級電容可能是最有望成為現實的下一代電池技術。首先，它能夠在電場中儲存能量，而不是在一個化學反應物中，這意味著它能夠承受更多的充電及放電周期。 現在，很多科技公司均在開發(fā)超級電容，比如Skeleton Technologies，其產品運用了耦合技術混合超級電容，能夠使電池具有高能量密度、高功率及輸出等特點，在短短2-3秒便可充滿電，并提供約100萬次的充放循環(huán)，電池容量也要比現在鋰電池高出50%。 固態(tài)電池 鋰離子電池雖然問世已久，但具有普及度高、低成本的特點，所以完全取代它還不太現實。不過，諸如豐田等廠商，開始研究固態(tài)鋰離子電池，相比液體鋰電池不附帶電粒子，更加安全且能夠快速充放。豐田開發(fā)的固態(tài)電池，可以在7分鐘內完成充電，大容量也非常適合在電動汽車上運用，大幅縮短充電時間。 另外，固態(tài)電池未來的形態(tài)還包括鋁空氣電池、沙子電池等等，這些技術的重點均為環(huán)保、低成本且性能出眾，也許有一天會完全替代液態(tài)鋰電池。 不需要充電的手機 手機不需要充電，也是一個可行的方向。美國華盛頓大學的工程師規(guī)劃了一款手機，通過微型太陽能電池板不斷吸收太陽能，手機甚至完全不需要內置鋰電池。當然，現在的技術力只能為功能非常簡單的手機提供電能，真正使用到智能手機上還需要時間。 環(huán)境的力量 獲得電能的方式多種多樣，甚至可以將周圍環(huán)境的元素轉化為能量。比如聲音，一種技術可以通過納米發(fā)電機將聲音轉化為電能，為手機提供源源不斷的電力；麻省理工學院的科學家們發(fā)現了一種從空氣中吸收露水、并轉化為電能。這個世界非常奇妙，而隨著科學家們的不斷深入，也許很多我們身邊不起眼的元素，都能夠提供能量。 空中無線充電 Qi等無線充電技術的出現，在一定程度上減少了人們?yōu)樵O備充電的繁瑣操作，不需要再找數據線、連接，還是非常方便的。當然，這種基于線圈的無線充電方式仍需要設備與充電底座接觸，并不算是真正的“無線”。而uBeam等空中無線充電技術的出現，可以通過微波傳輸能量，在一定距離下實現真正的空中無線充電體驗，設備再也不需要接觸充電座，更加方便。 說得稍微科幻一些，未來也許我們可以像運用無線WiFi、蜂窩網絡那樣，在空氣中傳播電能信號，充電這件事就變得So Easy了。 生物發(fā)電 人類是一種生物，自身便能不斷產生能量，而這些能量其實也有可能轉化為電能。比爾?蓋茨基金會現在開發(fā)出一種技術，可以從人類尿液中提取電能，稱之為“微生物燃料電池”；還有通過集成納米薄膜的硅膠結構，貼合在皮膚上產生摩擦生成電力，非常適合作為可穿戴設備的能量來源。
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Q:超級電容有哪些特點？
A:具有高功率密度、快速充放電、長循環(huán)壽命等特點。相比傳統(tǒng)電池充電速度更快，循環(huán)壽命更長，能夠承受更高的功率輸出。能夠在電場中儲存能量，承受更多充電及放電周期，具有高能量密度、高功率及輸出等特點，能在短短 2 - 3 秒充滿電，提供約 100 萬次充放循環(huán)，電池容量比現在鋰電池高出 50%。
Q:固態(tài)電池有哪些優(yōu)勢？
A:具有更高的能量密度、更好的安全性和更長的使用壽命等優(yōu)勢。相比液體鋰電池不附帶電粒子，更加安全且能夠快速充放。如豐田開發(fā)的固態(tài)電池可在 7 分鐘內完成充電，大容量適合在電動汽車上運用，大幅縮短充電時間。未來形態(tài)包括鋁空氣電池、沙子電池等，重點為環(huán)保、低成本且性能出眾。
Q:不需要充電的手機是如何實現的？
A:可能通過利用環(huán)境中的各種能量來源，如太陽能、熱能、機械能等實現不需要充電。美國華盛頓大學的工程師規(guī)劃的手機通過微型太陽能電池板不斷吸收太陽能，為功能非常簡單的手機提供電能，目前應用到智能手機上還需要時間。
Q:環(huán)境的力量可以通過哪些方式為手機提供電能？
A:環(huán)境的力量可以通過太陽能、風能、熱能、生物發(fā)電、空中無線充電等方式為手機提供電能?？梢酝ㄟ^納米發(fā)電機將聲音轉化為電能，還可以從空氣中吸收露水并轉化為電能。
Q:空中無線充電有哪些技術？
A:目前可能的技術包括電磁感應、磁共振等技術。Qi 等無線充電技術基于線圈，仍需設備與充電底座接觸；uBeam 等空中無線充電技術可通過微波傳輸能量，在一定距離下實現真正的空中無線充電體驗。未來可能像運用無線 WiFi、蜂窩網絡那樣在空氣中傳播電能信號。
Q:生物發(fā)電有哪些方式？
A:生物發(fā)電可以通過微生物燃料電池、人體運動產生的能量轉化等方式實現。比爾·蓋茨基金會開發(fā)出從人類尿液中提取電能的“微生物燃料電池”；還有通過集成納米薄膜的硅膠結構，貼合在皮膚上產生摩擦生成電力，適合作為可穿戴設備的能量來源。
Q:超級電容相比傳統(tǒng)電池有什么優(yōu)勢？
A:超級電容相比傳統(tǒng)電池充電速度更快，循環(huán)壽命更長，能夠承受更高的功率輸出。
Q:固態(tài)電池在安全性方面有哪些改進？
A:固態(tài)電池由于使用固態(tài)電解質，不易發(fā)生漏液、起火等安全問題。
Q:未來手機能源技術的發(fā)展趨勢是什么？
A:未來手機能源技術將朝著高效、環(huán)保、可持續(xù)的方向發(fā)展，如更多地利用環(huán)境能源。
Q:目前哪些公司在研發(fā)不需要充電的手機技術？
A:目前一些科技巨頭和創(chuàng)新型企業(yè)可能在研發(fā)不需要充電的手機技術，但具體公司暫不確定。
Q:超級電容目前有哪些科技公司在開發(fā)？
A:很多科技公司在開發(fā)超級電容，比如 Skeleton Technologies。
Q:固態(tài)電池未來的形態(tài)有哪些？
A:未來的形態(tài)還包括鋁空氣電池、沙子電池等。
Q:Qi 無線充電技術有什么不足？
A:這種基于線圈的無線充電方式仍需要設備與充電底座接觸，不算真正的“無線”。