雖然智能手機(jī)、甚至智能可穿戴設(shè)備正變得越來(lái)越先進(jìn)，但它們?nèi)匀皇艿诫娏Φ南拗?。電池已?jīng)幾十年沒有進(jìn)步了。但我們正處于權(quán)力革命的邊緣。

大型科技公司和汽車公司都非常清楚鋰離子電池的局限性。雖然芯片和操作系統(tǒng)在節(jié)能方面變得越來(lái)越高效，但在充電之前，智能手機(jī)的耗電量仍然只有一兩天。幸運(yùn)的是，大學(xué)也參與其中。

雖然我們可能還需要一段時(shí)間才能從手機(jī)中擺脫一周的生活，但開發(fā)進(jìn)展良好。我們已經(jīng)收集了所有最好的電池發(fā)現(xiàn)，可能很快就會(huì)與我們，從空中充電到超高速30秒再充電。希望您很快就能在您的小工具中看到這種技術(shù)。

金屬納米線的電池

加州大學(xué)歐文分校(UniversityofCaliforniaIrvine)的科學(xué)家們已經(jīng)成功破解了能夠承受多次充電的納米線電池。其結(jié)果可能是未來(lái)的電池不會(huì)死亡。

納米線比人的頭發(fā)細(xì)一千倍，為未來(lái)的電池提供了巨大的可能性。但它們總是在充電時(shí)壞掉。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)利用凝膠電解質(zhì)中的金納米線來(lái)避免這種情況。事實(shí)上，這些電池在3個(gè)月內(nèi)進(jìn)行了超過(guò)20萬(wàn)次的充電測(cè)試，沒有顯示任何退化。

固態(tài)鋰離子

固態(tài)電池傳統(tǒng)上提供穩(wěn)定性，但以電解質(zhì)傳輸為代價(jià)。豐田公司的科學(xué)家們發(fā)表了一篇論文，介紹了他們對(duì)一種使用硫化物超離子導(dǎo)體的固態(tài)電池的測(cè)試。所有這一切都意味著一個(gè)優(yōu)秀的電池。

其結(jié)果是，這種電池可以在超級(jí)電容器的水平上工作，在短短7分鐘內(nèi)完全充電或放電——這使得它非常適合汽車。因?yàn)樗枪虘B(tài)的，這也意味著它比現(xiàn)在的電池更穩(wěn)定和安全。固態(tài)單元還應(yīng)該能夠在零下30攝氏度和最高100攝氏度的環(huán)境下工作。

電解液材料仍然會(huì)帶來(lái)挑戰(zhàn)，所以不要指望很快就能在汽車上見到這些材料，但這是朝著更安全、更快充電電池的正確方向邁出的一步。

Grabat石墨烯電池

石墨烯電池有潛力成為目前最優(yōu)秀的電池之一。Grabat公司已經(jīng)開發(fā)出一種石墨烯電池，可以為電動(dòng)汽車充電后提供長(zhǎng)達(dá)500英里的行駛里程。

研發(fā)公司Graphenano表示，這種電池可以在幾分鐘內(nèi)充滿電，充放電速度是鋰離子電池的33倍。對(duì)于像汽車這樣需要大量電力才能快速駛離的車輛來(lái)說(shuō)，放電也是至關(guān)重要的。

目前還不清楚Grabat電池是否用于任何產(chǎn)品，但該公司已經(jīng)為汽車、無(wú)人機(jī)、自行車甚至家庭提供了電池。

激光制造的微型電容器

未來(lái)的電池大合集：以秒為單位充電，持續(xù)數(shù)月，通過(guò)空氣供電

萊斯大學(xué)的科學(xué)家們?cè)谖⑿统?jí)電容器方面取得了突破。目前它們的制造成本很高，但使用的激光可能很快就會(huì)改變。

通過(guò)使用激光將電極圖案燒成塑料片，制造成本和工作量大幅下降。這種電池的充電速度是普通電池的50倍，放電速度甚至比超級(jí)電容器還要慢。它們甚至很堅(jiān)硬，在測(cè)試中彎曲超過(guò)10,000次后仍能工作。

泡沫電池

Prieto相信電池的未來(lái)是3D的。該公司利用其使用銅泡沫襯底的電池成功地解決了這一問題。

這意味著，由于不含易燃電解質(zhì)，這些電池不僅更安全，而且壽命更長(zhǎng)，充電速度更快，密度是現(xiàn)有電池的5倍，制造成本更低，體積也更小。

Prieto的目標(biāo)是首先將電池放在可穿戴設(shè)備等小物件上。但它說(shuō)，電池可以擴(kuò)大規(guī)模，這樣我們就可以在未來(lái)的手機(jī)甚至汽車上看到它們。

未來(lái)的電池大合集：以秒為單位充電，持續(xù)數(shù)月，通過(guò)空氣供電

JenaxJ。柔性電池的發(fā)展使可彎曲的小玩意成為可能。這種像紙一樣的電池可以折疊并且防水，這意味著它可以集成到衣服和可穿戴設(shè)備中。

這款電池已經(jīng)被制造出來(lái)，甚至已經(jīng)進(jìn)行了安全測(cè)試，包括折疊超過(guò)20萬(wàn)次而不會(huì)失去性能。

uBeam使用超聲波來(lái)傳輸電能。電能被轉(zhuǎn)換成聲波，人類和動(dòng)物聽不到，聲波被傳輸，到達(dá)設(shè)備后又被轉(zhuǎn)換回電能。

uBeam的概念是由25歲的天體生物學(xué)畢業(yè)生MeredithPerry偶然發(fā)現(xiàn)的。她創(chuàng)辦了一家公司，可以用5毫米厚的平板在空中為電子產(chǎn)品充電。這些發(fā)射器可以掛在墻上，也可以做成裝飾性的藝術(shù)品，將能量傳送到智能手機(jī)和筆記本電腦上。這些小玩意只需要一個(gè)薄接收器就可以接收電荷。

未來(lái)的電池大合集：以秒為單位充電，持續(xù)數(shù)月，通過(guò)空氣供電

StoreDot是特拉維夫大學(xué)納米技術(shù)系的一個(gè)初創(chuàng)企業(yè)，它開發(fā)了StoreDot充電器。它與目前的智能手機(jī)配合使用，使用的生物半導(dǎo)體是由天然有機(jī)化合物多肽(氨基酸的短鏈)制成的，而多肽是蛋白質(zhì)的組成部分。

這款充電器可以在60秒內(nèi)為智能手機(jī)充電。該電池由“包裹在多層安全保護(hù)結(jié)構(gòu)中的不可燃有機(jī)化合物，防止過(guò)電壓和加熱”，所以爆炸應(yīng)該沒有問題。

該公司還透露，計(jì)劃為電動(dòng)汽車制造一種電池，可在5分鐘內(nèi)充電，續(xù)航里程可達(dá)300英里。

目前還不清楚StoreDot電池何時(shí)能在全球范圍內(nèi)上市——我們預(yù)計(jì)它們將在2017年上市——但我們預(yù)計(jì)它們何時(shí)會(huì)變得非常受歡迎。

未來(lái)的電池大合集：以秒為單位充電，持續(xù)數(shù)月，通過(guò)空氣供電

阿爾卡特公司展示了一款屏幕上帶有透明太陽(yáng)能電池板的手機(jī)，用戶只需將手機(jī)放在陽(yáng)光下即可充電。

雖然在一段時(shí)間內(nèi)還不太可能上市，但該公司希望它能在一定程度上解決電池電量不足的日常問題。與普通太陽(yáng)能電池板一樣，這款手機(jī)也可以使用直射陽(yáng)光和標(biāo)準(zhǔn)照明燈。

未來(lái)的電池大合集：以秒為單位充電，持續(xù)數(shù)月，通過(guò)空氣供電

一輛汽車一次充電就能行駛1100英里。這個(gè)超級(jí)范圍的秘密是一種叫做鋁空氣的電池技術(shù)，它使用空氣中的氧氣來(lái)填充陰極。這使得它比充滿液體的鋰離子電池輕得多，給汽車提供了更大的行駛距離。

聲動(dòng)力

英國(guó)的研究人員已經(jīng)制造出一款手機(jī)，可以使用周圍大氣中的環(huán)境聲音進(jìn)行充電。

這款智能手機(jī)采用了壓電效應(yīng)原理。納米發(fā)電機(jī)可以收集周圍的噪音并將其轉(zhuǎn)化為電流。

納米棒甚至能對(duì)人類的聲音做出反應(yīng)，這意味著健談的手機(jī)用戶實(shí)際上可以在通話時(shí)為自己的手機(jī)充電。

PowerJapanPlus已經(jīng)宣布了一項(xiàng)名為Rydendualcarbon的新電池技術(shù)。它不僅比鋰電池使用時(shí)間更長(zhǎng)，充電速度更快，而且可以在制造鋰電池的工廠生產(chǎn)。

這種電池使用的是碳材料，這意味著它們比目前的替代品更可持續(xù)、更環(huán)保。這也意味著電池的充電速度將是鋰離子的20倍。它們還將更耐用，可以持續(xù)3000次充電，而且更安全，發(fā)生火災(zāi)或爆炸的幾率更低。

沙粒電池的使用壽命是普通電池的三倍

這種可替代的鋰離子電池使用沙子，其性能是現(xiàn)有電池的三倍。

電池仍然是鋰離子電池，就像你在智能手機(jī)上看到的那樣，但它使用的是沙子，而不是陽(yáng)極中的石墨。這意味著它不僅性能好三倍，而且成本低，無(wú)毒環(huán)保。

現(xiàn)在來(lái)看科學(xué)部分。加州大學(xué)河濱分校(UniversityofCaliforniaRiverside)的科學(xué)家們研究納米硅已經(jīng)有一段時(shí)間了，但它的降解速度太快，很難大量生產(chǎn)。通過(guò)使用沙子，它可以被凈化，粉末狀，然后與鹽和鎂研磨，然后加熱去除氧氣，產(chǎn)生純硅。這是多孔和三維的，有助于性能，潛在的，電池的壽命。

未來(lái)的電池大合集：以秒為單位充電，持續(xù)數(shù)月，通過(guò)空氣供電

鈉電池

日本科學(xué)家正在研究一種不需要鋰的新型電池，就像你的智能手機(jī)電池一樣。這些新型電池將使用鈉——地球上最常見的材料之一，而不是稀有的鋰——它們的效率將是傳統(tǒng)電池的7倍。

自上世紀(jì)80年代以來(lái)，鈉離子電池的研究一直在進(jìn)行，試圖找到一種比鋰更便宜的替代品。通過(guò)使用地球上第六常見的元素鹽，電池可以變得更便宜。未來(lái)5到10年，預(yù)計(jì)智能手機(jī)、汽車等領(lǐng)域的電池將開始商業(yè)化。

Upp氫燃料電池便攜式充電器現(xiàn)已上市。它使用氫氣為你的手機(jī)供電，讓你遠(yuǎn)離網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)保持環(huán)境友好。

一個(gè)氫電池可以為一部手機(jī)充5次電(每部25瓦時(shí))。唯一的副產(chǎn)品是水蒸氣。一個(gè)USB類型的插座意味著它將充電大多數(shù)USB設(shè)備與5V,5W,1000mA輸出。

鋰離子電池過(guò)熱、著火甚至爆炸的情況并不少見。三星GalaxyNote7的電池就是一個(gè)很好的例子。斯坦福大學(xué)的研究人員研制出了內(nèi)置滅火器的鋰離子電池。

這種電池有一種叫做磷酸三苯酯的成分，通常在電子產(chǎn)品中用作阻燃劑，它被添加到塑料纖維中，以保持正極和負(fù)極之間的距離。如果電池的溫度上升到150攝氏度以上，塑料纖維就會(huì)融化，三苯基磷酸鹽就會(huì)釋放出來(lái)。研究表明，這種新方法可以在0.4秒內(nèi)阻止電池著火。

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不會(huì)爆炸的電池

鋰離子電池的正極和負(fù)極層之間夾有一層易揮發(fā)的液體電解質(zhì)多孔材料層。馬薩諸塞州塔夫茨大學(xué)的研究員邁克·齊默爾曼(MikeZimmerman)開發(fā)了一種鋰離子電池，這種電池的容量是鋰離子電池的兩倍，但沒有固有的危險(xiǎn)。

齊默爾曼的電池薄得令人難以置信，比兩張信用卡略厚，用一種具有類似性能的塑料薄膜交換電解液。它可以承受穿刺、撕碎，也可以暴露在高溫下，因?yàn)樗灰兹?。在這項(xiàng)技術(shù)投入市場(chǎng)之前，還有很多研究工作要做，但最好知道還有更安全的選擇。

液流電池

哈佛大學(xué)的科學(xué)家們開發(fā)了一種電池，可以將其能量?jī)?chǔ)存在溶于中性pH水中的有機(jī)分子中。研究人員表示，與目前的鋰離子電池相比，這種新方法可以讓流動(dòng)電池持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間。

我們不太可能在智能手機(jī)等類似設(shè)備上看到這種技術(shù)，因?yàn)榕c流動(dòng)電池相關(guān)的液體溶液儲(chǔ)存在大水箱中，越大越好。人們認(rèn)為它們是儲(chǔ)存風(fēng)能和太陽(yáng)能等可再生能源的理想方式。

事實(shí)上，斯坦福大學(xué)的研究已經(jīng)在流動(dòng)電池中使用液態(tài)金屬，并取得了潛在的巨大成果，聲稱其電壓是傳統(tǒng)流動(dòng)電池的兩倍。研究小組認(rèn)為，這可能是一種儲(chǔ)存間歇性能源(如風(fēng)能或太陽(yáng)能)的好方法，可根據(jù)需要迅速釋放到電網(wǎng)中。

IBM和蘇黎世ETH已經(jīng)開發(fā)出一種更小的液體流動(dòng)電池，這種電池有可能用于移動(dòng)設(shè)備。這種新型電池聲稱不僅可以為組件供電，還可以冷卻組件。這兩家公司已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了兩種能夠勝任這項(xiàng)任務(wù)的液體，它們將被用于一種每平方厘米可產(chǎn)生1.4瓦電力的系統(tǒng)，其中1瓦的電力用于為電池供電。

總部位于牛津的ZapGo公司已經(jīng)開發(fā)并生產(chǎn)出了第一款碳離子電池，現(xiàn)在可以供消費(fèi)者使用了。碳離子電池結(jié)合了超級(jí)電容器的超快充電能力和鋰離子電池的性能，同時(shí)完全可回收利用。

該公司的powerbank充電器可以在五分鐘內(nèi)充滿電，然后在兩小時(shí)內(nèi)給智能手機(jī)充滿電。

悉尼大學(xué)的科學(xué)家們相信，他們找到了一種制造鋅空氣電池的方法，這種方法比目前的方法便宜得多。鋅空氣電池被認(rèn)為優(yōu)于鋰離子電池，因?yàn)樗鼈儾粫?huì)著火。唯一的問題是它們依賴昂貴的組件來(lái)工作。

悉尼大學(xué)已經(jīng)成功制造出一種鋅空氣電池，不需要昂貴的部件，而是有一些更便宜的替代品。更安全、更便宜的電池即將問世!

薩里大學(xué)(UniversityofSurrey)的研究人員正在開發(fā)一種能讓你把衣服當(dāng)作動(dòng)力來(lái)源的方法。這種電池被稱為摩擦納米發(fā)電機(jī)(TENGs)，可以將運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存的能量。儲(chǔ)存的電能可以用來(lái)為手機(jī)或Fitbit健身追蹤器等設(shè)備供電。

這項(xiàng)技術(shù)不僅可以應(yīng)用在衣服上，它還可以集成到人行道上，所以當(dāng)人們經(jīng)常走過(guò)它的時(shí)候，它可以儲(chǔ)存電能，然后用來(lái)為streelamps供電，或者用在汽車輪胎上，這樣它就可以為汽車供電。

位于圣地亞哥的加利福尼亞大學(xué)的工程師們開發(fā)了一種可伸縮的生物燃料電池，這種電池可以通過(guò)汗液發(fā)電。據(jù)稱，產(chǎn)生的能量足以為led和藍(lán)牙收音機(jī)供電，這意味著有一天它可以為智能手表和健身追蹤器等可穿戴設(shè)備供電。

三星(Samsung)已成功研發(fā)出“石墨烯球”，能夠?qū)⑵洮F(xiàn)有鋰離子電池的容量提高45%，充電速度是現(xiàn)有電池的5倍。三星表示，基于石墨烯的新電池可以在12分鐘內(nèi)充滿電，而目前的電池大約需要1小時(shí)。

三星還表示，除了智能手機(jī)，它還有其他用途。三星表示，它可以用于電動(dòng)汽車，因?yàn)樗梢猿惺芨哌_(dá)60攝氏度的高溫。

華威大學(xué)WMG的科學(xué)家們開發(fā)了一項(xiàng)新技術(shù)，可以讓當(dāng)前鋰離子電池的充電速度達(dá)到當(dāng)前推薦充電速度的5倍。這項(xiàng)技術(shù)不斷地測(cè)量電池的溫度，比目前的方法精確得多。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，事實(shí)上，電流電池可以在不影響性能或過(guò)熱的情況下被推到推薦的極限。也許我們根本不需要其他提到的新電池!