騰訊數碼訊（亦九）盡管智能(néng)手機、智能(néng)家電、甚至是智能(néng)可穿戴設備越來越高級，但它們仍然面(miàn)臨一個世紀難題——充電問題。幾十年來，電池并沒(méi)有太大變化，但我們即將(jiāng)迎來一場能(néng)量革命。

　　大型技術和汽車公司總是局限于锂電池的弊端不能(néng)自拔。雖然芯片和操作系統都(dōu)越來越高效節能(néng)，但每隔一兩(liǎng)天，智能(néng)手機必須充一次電。幸好(hǎo)，大學(xué)研究員也開(kāi)始研究電池了。

　　雖然現在手機電池還(hái)撐不了一周那麼(me)久，但充電技術的進(jìn)步是實打實地在進(jìn)行。這(zhè)篇文章集合了所有可能(néng)在不久的將(jiāng)來進(jìn)入人們生活的最佳電池發(fā)明，包括無線充電、30秒快充等等，希望有朝一日你我能(néng)切實體驗到(dào)這(zhè)些技術的到(dào)來。
 

　　Bioo植物充電器

　　從外形上看，Bioo就(jiù)是一個花盆，它利用光合作用産生的能(néng)量給你的平闆電腦、手機等設備充電。這(zhè)款産品已經(jīng)上市可以購買。

　　Bioo一天能(néng)充電兩(liǎng)到(dào)三次，電壓3.5V，電流0.5A。充電用的USB接口很巧妙地僞裝成(chéng)了石頭的形狀。Bioo花盆利用有機材料與水和植物光合作用時(shí)産生的有機物反應，這(zhè)一過(guò)程可以産生足夠的電量為設備充電。

 

　　金納米線電池

　　來自加利福尼亞大學(xué)歐文分校的研究人員們，想出了納米線電池的點子，有效減少充電次數。若研究足夠成(chéng)功，未來可能(néng)出現不會(huì)壞的電池。

　　納米線比人的頭發(fā)還(hái)要細1000倍，卻為電池的未來帶來了巨大的可能(néng)性。但在充電過(guò)程中，納米線容易斷，因此研究人員使用了有凝膠電解質包裹的金納米線來避免折斷。實際上，這(zhè)種(zhǒng)電池已經(jīng)在三個月内經(jīng)曆了20多萬次充電測試，電池性能(néng)沒(méi)有一絲退化。
 

　　固态锂離子

　　傳統認為固态電池更穩定。豐田汽車公司科學(xué)家出版的研究報告，描述了他們對(duì)使用硫化物超離子導體的固态電池的研究，這(zhè)意味著(zhe)一款超級電池即將(jiāng)誕生。

　　這(zhè)種(zhǒng)電池可作為超級電容器，在7分鐘内充電或放電，因此十分适合汽車使用。由于這(zhè)是一款固态電池，所以它比一般電池更穩定、更安全。這(zhè)款電池可以在零下30攝氏度到(dào)零上100度的環境中工作。

　　研究人員仍然面(miàn)臨著(zhe)電解質材料帶來的挑戰，因此這(zhè)款電池不會(huì)那麼(me)快出現在汽車中，不過(guò)它已經(jīng)說(shuō)明了人們正向(xiàng)更安全、充電更迅速的電池邁進(jìn)。
 

　　手機和無人機的燃料電池

　　新款燃料電池的誕生，意味著(zhe)手機將(jiāng)可一周充一次電，而無人機將(jiāng)可飛行超過(guò)一小時(shí)。

　　韓國(guó)浦項科技大學(xué)的科學(xué)家們，首次將(jiāng)多孔不鏽鋼與薄膜電解質和最低熱容的電極結合，制出了比锂離子電池更耐用、電量持續時(shí)間更長(cháng)的電池。
 

　　石墨烯汽車電池

　　石墨烯電池代表著(zhe)未來。一家公司研究出了一款名為Grabat的電池，一次充電可讓電動汽車行駛800公裡(lǐ)之遠。

　　這(zhè)家公司的名字是Graphenano，據稱這(zhè)款電池隻需幾分鐘就(jiù)能(néng)充滿電，它的充電和放電速度是锂離子電池的33倍。對(duì)需要大量能(néng)量的汽車而言，放電功能(néng)也同樣(yàng)重要。

　　這(zhè)款2.3V Grabat的比能(néng)量為1000 Wh/kg，而一般锂電子電池的比能(néng)量僅為180 Wh/kg。
 

　　激光制微型超級電容

　　美國(guó)萊斯大學(xué)的研究人員成(chéng)功研發(fā)了一款微型超級電容。現階段，這(zhè)種(zhǒng)超級電容很昂貴，但如果用上激光，這(zhè)種(zhǒng)情況將(jiāng)迅速改善。

　　用激光將(jiāng)電極圖形燒制在塑料闆上，可以極大降低制造成(chéng)本且省時(shí)省力。這(zhè)款電池比一般電池充電速度快50倍，但比現有的超級電容放電還(hái)慢。而且，這(zhè)款電池還(hái)很結實，即使被(bèi)折10000次，也還(hái)能(néng)正常工作。
 

　　鈉離子電池

　　法國(guó)研究人員們和一家名為RS2E的工業企業，聯合研發(fā)了鈉離子電池，這(zhè)種(zhǒng)使用鹽的電池已經(jīng)在一些筆記本電腦中使用了。

　　這(zhè)種(zhǒng)電池規格标準，因而可以用在筆記本電腦甚至是特斯拉Model S一類的電動汽車中。

　　鈉離子電池的制造方法和運行原理都(dōu)尚未公開(kāi)。這(zhè)款6.5cm的電池比能(néng)量為90 Wh/kg，但隻能(néng)充電2000次，其技術仍有待改進(jìn)。
 

　　泡沫電池

　　Prieto公司相信3D技術是電池的未來，因此他們研發(fā)了銅制泡沫基底的電池。

　　這(zhè)意味著(zhe)這(zhè)種(zhǒng)電池不含任何可燃電解質，使用更安全，而且比一般電池壽命更長(cháng)、充電更快，密度是一半電池的5倍，還(hái)比一般電池制造成(chéng)本更低、體型更小。

　　Prieto計劃先將(jiāng)這(zhè)款電池用于小型設備，比如一些可穿戴設備。不過(guò)這(zhè)種(zhǒng)電池還(hái)可進(jìn)一步升級，未來將(jiāng)可用于手機甚至汽車。
 

　　固态電池

　　麻省理工學(xué)院的科學(xué)家與三星合作，研發(fā)出了一款比現有锂離子電池更好(hǎo)的固态電池。這(zhè)種(zhǒng)新電池更安全、更耐用、充電更多。

　　現有锂離子電池是通過(guò)電解液在兩(liǎng)個電極間傳送帶電粒子來實現充電的。這(zhè)種(zhǒng)電解液為易燃物，因而會(huì)損耗電池，減短電池壽命。

　　麻省理工學(xué)院的報告指出，新電池在損耗前可以充電成(chéng)百上千次，其帶來的能(néng)量密度比一般電池高20%到(dào)30%，意味著(zhe)可以為設備充更多電。而且，新電池不易燃，因而可以在電動汽車中使用。
 

　　納米“卵狀”三倍電容 充電隻需6分鐘

　　麻省理工學(xué)院的科學(xué)家研發(fā)了一種(zhǒng)電池，其電容是現在一般電池的三倍，且隻需6分鐘就(jiù)能(néng)充滿電。而且，這(zhè)種(zhǒng)電池損耗極慢，可以使用相當長(cháng)一段時(shí)間。

　　這(zhè)款電池最大的優勢是它的成(chéng)本很低、極易量産，因此不久之後(hòu)我們可能(néng)就(jiù)會(huì)在市面(miàn)上發(fā)現這(zhè)款電池了。
 

　　1分鐘即充滿電的鋁石墨

斯坦福大學(xué)的科學(xué)家研發(fā)了一種(zhǒng)鋁石墨電池，可以在1分鐘内充滿智能(néng)手機。

　　這(zhè)款電池唯一的問題是，它隻能(néng)儲存一般锂電池一半的能(néng)量，不過(guò)既然1分鐘就(jiù)能(néng)充滿電，相信這(zhè)也不算什麼(me)大問題。
 

　　可彎曲電池

　　來自亞利桑那州立大學(xué)的研究團隊從日本古代折紙藝術中獲得靈感，研發(fā)了一款可彎曲的電池。

　　這(zhè)款電池的誕生，意味著(zhe)智能(néng)手表可以使用可彎曲的表帶做電池，這(zhè)樣(yàng)手表使用時(shí)間更長(cháng)，手表本身的體積也可更小。從長(cháng)遠角度看，這(zhè)款電池也十分适合監測生命體征的智能(néng)服裝。
 

　　皮膚的能(néng)量

　　這(zhè)是一款利用人的皮膚摩擦産生能(néng)量的電池。你手指輕輕一敲，就(jiù)可以産生能(néng)點亮12個LED燈泡的電能(néng)。這(zhè)意味著(zhe)未來的可穿戴技術或智能(néng)服裝可能(néng)都(dōu)不需要任何電池。

　　這(zhè)種(zhǒng)電池的工作原理是什麼(me)呢？一個由50納米薄的金膜制成(chéng)的電極用于收集電流。在這(zhè)層金膜上，是一層由上千個極小柱狀體組成(chéng)的矽膠，以使皮膚接觸的表面(miàn)積更大，産生更大摩擦力。因為皮膚是其中一個摩擦層，所以這(zhè)款電池體積可以很小。

　　科學(xué)家已經(jīng)對(duì)外展示了一款采用了這(zhè)種(zhǒng)電池的可穿戴技術産品。下一款使用它的産品會(huì)是什麼(me)呢？希望所以産品都(dōu)可以吧。
 

　　6分鐘即可充滿iPhone 6的Lumopack

　　Lumopack是一款可以快充的充電寶，它在6分鐘内就(jiù)可將(jiāng)iPhone 6充滿。

　　由Lyte Systems研發(fā)的Lumopack的充電速率是140W，是一般充電寶的兩(liǎng)倍，隻需30分鐘就(jiù)可充滿電。

　　而且，現在你就(jiù)能(néng)買到(dào)Lumopack，售價80美元（約合人民币540元）。
 

　　像紙一樣(yàng)可折疊但很堅固的電池

　　這(zhè)款Jenax J.Flex電池專為可彎曲設備設計。這(zhè)款電池可以像紙一樣(yàng)折疊，而且防水，也就(jiù)是說(shuō)它适用于衣服和可穿戴設備。

　　這(zhè)款電池已經(jīng)成(chéng)功制出，且經(jīng)過(guò)安全測試，即使折疊20萬次也能(néng)正常工作。
 

　　uBeam無線充電

　　uBeam利用超聲波傳遞電能(néng)，能(néng)量在傳送中被(bèi)轉換為聲波，在到(dào)達設備時(shí)又轉換回能(néng)量。

　　uBeam的點子是一位25歲的天體生物學(xué)專業學(xué)生Meredith Perry在無意中發(fā)現的。她創辦了一家公司，將(jiāng)通過(guò)5mm厚的闆子向(xiàng)設備無線充電。這(zhè)些充電設備可以鑲在牆面(miàn)上，或制成(chéng)裝飾品，用于向(xiàng)手機和筆記本電腦傳遞能(néng)量。
 

　　水珠動力電池

　　這(zhè)款電池仍處于早期開(kāi)發(fā)階段，但麻省理工學(xué)院的科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現了一種(zhǒng)方法，可以從水珠中提取能(néng)量。

　　這(zhè)款電池利用交錯的平面(miàn)金屬闆，從水珠中獲取能(néng)量。在初期測試中，僅能(néng)收集極小的能(néng)量，隻有15個皮瓦特。但團隊領隊Nenad Milijkovic稱，情況很快得到(dào)改善，現在可以收集1微瓦特的電能(néng)了。

　　雖然這(zhè)麼(me)少的能(néng)量不能(néng)當做充電器使用，但在極偏遠的地區，沒(méi)有其它能(néng)量來源，又不著(zhe)急充電的話，可以利用這(zhè)款電池的原理。理論上，這(zhè)樣(yàng)一個冷藏盒蓋子大小的電池，可以在12小時(shí)内將(jiāng)手機充滿。
 

　　30秒完成(chéng)充電的StoreDot

　　StoreDot充電器由StoreDot公司研發(fā)，這(zhè)是一家從以色列特拉維夫大學(xué)納米技術部誕生的初創公司。

　　StoreDot由生物半導體制成(chéng)，這(zhè)一半導體由自然界一種(zhǒng)名為縮氨酸的有機化合物組成(chéng)。縮氨酸即氨基酸的短鍊，而氨基酸是組成(chéng)蛋白質的基本單位。這(zhè)樣(yàng)制成(chéng)的充電器可以在幾秒内完成(chéng)充電。StoreDot售價20美元（約合人民币135元）。

　　這(zhè)家公司還(hái)計劃推出一款可以在3分鐘内充滿電動汽車的充電器。
 

　　透明的太陽能(néng)充電器

　　阿卡爾特通訊公司演示了一款屏幕上帶透明太陽能(néng)闆的手機，這(zhè)樣(yàng)用戶隻需將(jiāng)手機放在陽光下就(jiù)能(néng)充電了。

　　雖然這(zhè)一設計近期可能(néng)不會(huì)商業化，但公司希望這(zhè)項技術可以解決手機總是電量不足的問題。這(zhè)種(zhǒng)手機和普通太陽能(néng)闆一樣(yàng)，在日光和燈光下都(dōu)可以充電。
 

　　鋁空氣電池充電一次可跑1770公裡(lǐ)

　　汽車充電一次竟能(néng)跑1770公裡(lǐ)？秘訣就(jiù)在它使用的鋁空氣電池，這(zhè)款電池用空氣中的氧氣充正極。因此這(zhè)種(zhǒng)電池比液體填充的锂離子電池輕得多，能(néng)讓汽車跑得更遠。
 

　　尿動力電池

　　蓋茨夫婦基金會(huì)正在資助一項由布裡(lǐ)斯托機器人實驗室展開(kāi)的研究，這(zhè)項研究發(fā)現電池可以通過(guò)尿液供能(néng)。這(zhè)樣(yàng)充電顯然十分高效，但它的工作原理是什麼(me)呢？

　　它利用微生物燃料電池，用微生物提取尿液、分解尿液、輸出電能(néng)。
 

　　聲動力電池

　　英國(guó)研究人員發(fā)明了一款手機，可以通過(guò)環境音充電。

　　這(zhè)款手機利用壓電效應，産生納米發(fā)生器，收集環境中的噪音，并將(jiāng)之轉換為電流。

　　這(zhè)一原理同樣(yàng)适用于人聲，也就(jiù)是說(shuō)愛煲電話粥的人，可以在聊天的同時(shí)給手機充電。
 

　　20倍充電速度 Ryden雙碳電池

　　Power Japan Plus公司已經(jīng)發(fā)布了他們的新電池技術：Ryden雙碳。這(zhè)款電池不僅比锂電池更耐用、充電更快，它還(hái)能(néng)在锂電池制造廠生産。

　　這(zhè)款電池使用的是碳材料，比現有電池更耐用、更環保，而且比锂離子電池充電速度快20倍。這(zhè)款電池還(hái)比锂電池更耐用，可以充電3000次，而且不容易著(zhe)火或爆炸，使用更安全。
 

　　有機電池 省錢97%

　　近期麻省理工學(xué)院發(fā)明了一種(zhǒng)有機電池，這(zhè)種(zhǒng)電池充電時(shí)，每千瓦時(shí)僅需27美元，而金屬電池每千瓦時(shí)需700美元，也就(jiù)是說(shuō)它比普通電池便宜97%。
 

　　沙電池 電池壽命延長(cháng)3倍

　　這(zhè)款使用了沙子的锂離子電池，比現有普通電池表現要好(hǎo)3倍。

　　這(zhè)款電池和你手機中的電池一樣(yàng)，都(dōu)是锂離子電池，但是它用沙子替代了陽極的石墨。也就(jiù)是說(shuō)，這(zhè)款電池不隻比普通電池表現好(hǎo)3倍，它的成(chéng)本還(hái)更低，而且無毒環保。

　　加州大學(xué)河濱分校的科學(xué)家本已經(jīng)注意到(dào)了納米矽，但這(zhè)種(zhǒng)元素衰退太快，幾乎不可能(néng)大量生産。但通過(guò)沙子，這(zhè)種(zhǒng)元素可以提純，用鹽和鎂研磨，之後(hòu)加熱去除氧氣，得到(dào)純矽。這(zhè)一過(guò)程可以讓電池表現更好(hǎo)、壽命更長(cháng)。
 

　　鈉離子電池

　　日本科學(xué)家正在研發(fā)一種(zhǒng)新型電池，不再使用锂離子。這(zhè)種(zhǒng)新電池將(jiāng)使用鈉，這(zhè)種(zhǒng)元素要比锂常見得多，因而這(zhè)種(zhǒng)電池將(jiāng)是普通電池效率的7倍。

　　研究人員對(duì)鈉離子電池的研究，始于他們對(duì)比锂更便宜的替代品的探索。由于鹽是地球上第6常見的物質，因此這(zhè)種(zhǒng)電池的成(chéng)本很低。在未來五到(dào)十年，這(zhè)款電池可能(néng)面(miàn)世，并用于智能(néng)手機、汽車等産品。
 

　　Upp氫燃料電池充電寶

Upp氫燃料電池充電寶現已上市。這(zhè)款産品利用氫充電，十分環保。

　　一個氫燃料電池可以5次充滿手機，唯一的副産品是水蒸氣。其配置的USB A類插口，意味著(zhe)它可以給大部分USB設備充電。
 

　　NTU快充電池

　　南洋理工大學(xué)（NTU）的科學(xué)家們研發(fā)了一款電池，可以在2分鐘内快充至70%，并且其壽命是一般锂電池的10倍。

　　NTU電池可以充電1萬次，适用于電動汽車。
 

　　納米電池

　　納米電池比人頭發(fā)小8萬倍，充電12分鐘即可獲得普通電池的三倍電量，并可使用上千次。

　　納米電池的靈感來源于“納米孔”，“納米孔”就(jiù)像許多小電池通過(guò)蜂巢狀結構組成(chéng)一塊完整的電池。

　　美國(guó)馬裡(lǐ)蘭大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)表了這(zhè)項研究，研究人員稱他們自己都(dōu)沒(méi)想到(dào)這(zhè)種(zhǒng)電池有這(zhè)麼(me)好(hǎo)。據分析，這(zhè)款電池的極佳表現要歸功于電量傳輸的短距離，極大地提高了電池的能(néng)效。
 

　　内置滅火器的電池

　　我們都(dōu)知道(dào)，锂離子電池容易過(guò)熱、著(zhe)火甚至爆炸，三星Galaxy Note 7中的電池就(jiù)是一個很好(hǎo)的反面(miàn)教材。斯坦福大學(xué)的研究人員便想到(dào)，在锂離子電池中内置滅火器。

　　這(zhè)種(zhǒng)電池裡(lǐ)有一種(zhǒng)名為磷酸三苯酯的材料，是一種(zhǒng)常見的電子産品阻燃劑，這(zhè)種(zhǒng)材料放到(dào)塑料纖維中，用于分離正極和負極。如果電池溫度超過(guò)150攝氏度，塑料纖維就(jiù)會(huì)融化并釋放出磷酸三苯酯。研究表明，這(zhè)種(zhǒng)方法可以在0.4秒内阻止電池著(zhe)火。
 

　　不會(huì)爆炸的電池

　　锂離子電池在正極和負極層之間，有一層揮發(fā)性液體電解質多孔材料。來自馬薩諸塞州塔夫茨大學(xué)的研究人員Mike Zimmerman研發(fā)出一種(zhǒng)電池，可以在安全狀态下，將(jiāng)锂電池容量擴充兩(liǎng)倍。

　　Zimmerman的電池非常薄，比兩(liǎng)張信用卡還(hái)薄一點，用一層屬性相似的塑料膜替換電解液。這(zhè)種(zhǒng)電池不會(huì)被(bèi)刺穿、切碎，也不易燃。雖然這(zhè)款産品還(hái)不夠成(chéng)熟，一時(shí)半會(huì)不能(néng)上市，但至少它讓人們知道(dào)還(hái)有一種(zhǒng)更安全的電池選擇。
 

　　液體流動電池

　　哈佛大學(xué)的科學(xué)家研發(fā)了一款電池，可以將(jiāng)能(néng)量儲存在溶于中性pH值液體的有機分子中。研究人員稱，這(zhè)種(zhǒng)新方法可以使液體流動電池比普通锂離子電池更加耐用。

　　這(zhè)種(zhǒng)電池應該不會(huì)出現在手機或類似設備中，因為液體流動電池的溶液是儲存在大容器中的，這(zhè)個容器越大越好(hǎo)。這(zhè)可能(néng)是儲存如風能(néng)、太陽能(néng)一類的可再生能(néng)源的好(hǎo)方法。

　　不過(guò)IBM和蘇黎世聯邦理工學(xué)院不這(zhè)樣(yàng)認為，他們研發(fā)了一種(zhǒng)很小的液體流動電池，可以放在移動設備中。這(zhè)種(zhǒng)新電池不隻能(néng)為設備充電，同時(shí)還(hái)能(néng)給設備降溫。這(zhè)兩(liǎng)家機構發(fā)現了兩(liǎng)種(zhǒng)可以使用的液體，每平方厘米可産能(néng)1.4瓦特，其中1瓦特將(jiāng)留下為電池本身供能(néng)。
 

　　Zap&Go 碳離子電池

　　牛津大學(xué)旗下公司Zap&Go研發(fā)并生産了世界首款可供消費者使用的碳離子電池。碳離子電池可以快速充電，同時(shí)還(hái)可回收利用。

　　公司研發(fā)了一款可以在5分鐘内充滿電的移動電源，這(zhè)款移動電源可在2小時(shí)内充滿一部智能(néng)手機。
 

　　鋅空氣電池

　　悉尼大學(xué)的科學(xué)家認為，他們已經(jīng)發(fā)現了制造鋅空氣電池的方法，這(zhè)種(zhǒng)方法比現有方法的成(chéng)本都(dōu)低得多。鋅空氣電池相較锂離子電池最大的優點是，鋅空氣電池不會(huì)著(zhe)火，但它的成(chéng)本很高。

　　悉尼大學(xué)則想辦法降低成(chéng)本制造了一塊鋅空氣電池，既便宜、又安全。
 

　　智能(néng)服裝

　　薩裡(lǐ)大學(xué)的研究人員正在研究如何用衣服充電。這(zhè)種(zhǒng)電池叫(jiào)做摩擦電納米發(fā)電機（TENGs），能(néng)將(jiāng)動作轉換為電能(néng)。之後(hòu)，儲存的電能(néng)可以用來給手機、智能(néng)手環等設備充電。

　　這(zhè)項技術也不一定非得用在服裝上，它還(hái)可以和步道(dào)結合，當人們在步道(dào)上走路時(shí)，它可以儲存電能(néng)給路燈充電，或者可以將(jiāng)電能(néng)儲存到(dào)輪胎裡(lǐ)，給汽車充電。
 

　　可伸展電池

　　加州大學(xué)的工程師研發(fā)了一款可伸展的生物燃料電池，可以將(jiāng)汗液轉換為電能(néng)。據稱，從汗液中存儲的電能(néng)可以點亮LED燈、使用藍牙收音機，有朝一日將(jiāng)還(hái)可以為智能(néng)手表、運動手環等可穿戴設備充電。