可穿戴設(shè)備電池有望續(xù)航10年

這種新設(shè)計(jì)基于鋰氟化碳（CFx）化學(xué)式，有望帶來(lái)比現(xiàn)有電池更安全的電池。美國(guó)能源部橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員已測(cè)試了基于該化學(xué)式的電池原型，相關(guān)論文近日已發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志》上。

研究人員、論文的第一作者Chengdu Liang表示，CFx電池有望做到硬幣這么小，在配備傳感器的低功耗健身跟蹤器或可穿戴設(shè)備上可以用數(shù)年。

不能充電也沒(méi)關(guān)系

Liang說(shuō)：“新電池?zé)o法充電，它是一次性電池。”

可穿戴設(shè)備通常傳輸少量信息，不需要太多的電量，這就能延長(zhǎng)CFx電池的續(xù)航時(shí)間。Liang表示，新電池很適合用于傳感器和起搏器等植入人體的裝置，這些設(shè)備很難充電或更換。

Liang表示，目前這種形式的CFx電池原型并不打算用于計(jì)算機(jī)和移動(dòng)設(shè)備，因?yàn)樗鼈兊暮碾娏看笥趥鞲衅鳎倚枰潆姟?/p>

他說(shuō)：“這是一項(xiàng)概念證明研究，不過(guò)一家對(duì)新電池商業(yè)化有興趣的私營(yíng)公司已與我們?nèi)〉昧寺?lián)系。在未來(lái)幾年，這款概念電池有望變成現(xiàn)實(shí)，何時(shí)上市取決于商業(yè)化時(shí)間表。”

如今的電池續(xù)航能力都不強(qiáng)，有些電池還不安全。個(gè)人電腦制造商索尼和聯(lián)想最近報(bào)道了鋰離子電池引起筆記本電腦過(guò)熱和燃燒的事例。

研究人員現(xiàn)正在研究使用鋅空氣技術(shù)和鋰空氣技術(shù)的新電池。一些非傳統(tǒng)的電池（比如銀鋅電池）被認(rèn)為成本過(guò)高。燃料電池的前景被汽車廠商們看好。

可以肯定的是，電池用到的CFx化學(xué)式不是新的化學(xué)式。Contour Energy公司早已在出售基于這種化學(xué)式的特殊電池，供軍隊(duì)用于無(wú)人機(jī)、夜視鏡及其他電子設(shè)備。那些電池提供不同的尺寸。

大突破

不過(guò)從美國(guó)陸軍的現(xiàn)有研究來(lái)看，CFx化學(xué)式“相對(duì)于其他流行的鋰電池化學(xué)反應(yīng)，是理論上擁有最高能量的化學(xué)式之一。”

Liang說(shuō)：“它基于舊理論，但采用了新設(shè)計(jì)。這是一大突破。”

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員研發(fā)和測(cè)試了一種實(shí)際的CFx電池，但采用固體電解質(zhì)，以增加電池能量。目前的鋰離子電池使用電極（陰陽(yáng)極）以及電極之間的電解質(zhì)，那樣鋰離子充電后可以自由移動(dòng)。電池充電時(shí)，鋰離子從陰極移向陽(yáng)極、貯存起來(lái)。放電時(shí)，鋰離子從陽(yáng)極移向陰極，為設(shè)備供電。

新的CFx電池設(shè)計(jì)有一種多用途電解質(zhì)（材料是固體鋰硫代磷酸鹽），既是離子導(dǎo)體，又能充當(dāng)陰極。電解質(zhì)可以傳輸電荷、保存離子，這有助于增加電池的能量。Liang表示，CFx電池原型使用固體電解質(zhì)，傳統(tǒng)電池則使用液體電解質(zhì)。

Liang說(shuō)：“到時(shí)電解質(zhì)不僅要做本職工作，還提供陰極的功能。還可以在電解質(zhì)貯存能量。”

他表示，雙重功能的電解質(zhì)有望帶來(lái)新的電池設(shè)計(jì)；新電池有望在幾年后面市。但他無(wú)法確定生產(chǎn)這種電池的成本是多少。

Liang說(shuō)：“我不了解批量生產(chǎn)以及每節(jié)電池的成本會(huì)是多少。我們?cè)诖耸褂玫乃胁牧隙己艹渥恪！?/p>

橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員已花了3、4年的時(shí)間來(lái)研究這項(xiàng)電池技術(shù)，現(xiàn)正在研究新的固體電解質(zhì)材料。