新生移动电源与传统电池究竟谁领风骚
电源问题一直是困扰移动电子设备开发和使用的一个瓶颈。长期以来,人们不得不在电池的体积、容量、电压和充电速度间进行着痛苦的取舍。
随着科技的发展,未来这一切或许都将出现改观。英国《新科学家》杂志日前发文预测,未来5年到10年内,下一代移动电源就将走进普通民众的生活,与目前的技术相比,新型移动电源会更小、更轻薄,在续航能力和硬件兼容性方面也会表现更加出色。
薄膜电池技术
再过几年,传统的AA和AAA电池或许就将成为历史,取而代之的是大小犹如邮票一样、可迅速充放电的薄膜电池。由美国Infinite Power Solutions(IPS)公司设计的Thinergy系列薄膜电池就是其中的代表。
据IPS公司技术营销副总裁蒂莫西·布兰顿介绍,Thinergy薄膜电池厚度仅为0.17毫米,内部不含液态或有机聚合物电解质及其他重金属有害物质,全部使用固态化学原料。最小的一款面积仅为25.4毫米×12.7毫米,与半张邮票的大小、薄厚无异。在标准条件下,充电时间为10分钟,极端条件下如能保证充电电流数秒即可充满;每年的漏电损耗仅为1%;该电池50%深度放电的寿命可达100000次,远超过普通固态薄膜电池在同样情况下的1000次。若与周边能源相结合,Thinergy薄膜电池能为无线传感器节点及其他微型系统提供永久电力,并实现十年以上的免维修运作。
但由于目前该电池标准电压仅为4.1伏,容量也仅达到1毫安左右,还无法取代手机或笔记本电池,其目前的主要目标是成为纽扣电池、AA和AAA电池的换代产品。自2009年6月起,Thinergy系列产品已开始向部分电子厂商供货,但目前还未推出面向普通消费者的消费级产品。
燃料电池技术
小型化燃料电池同样可被应用于消费级电子设备当中。虽然从外表和原理上看,燃料电池与普通电池类似,也有正负极,也通过化学反应产生电力,但实质上燃料电池是一种把燃料和电池两种概念结合在一起的装置,不但可以蓄电还能自己“发电”。
美国机械技术公司(MTI)首席执行官彭尼·利姆说,虽然目前的燃料电池多用于汽车电源,在体积上都较为庞大,但他们已经开发出了能用于手机的便携式燃料电池。其实早在2008年年底,MTI公司就推出过一款以甲醇为燃料的便携式燃料电池。据该公司称,这种燃料电池可为便携式电子设备提供8小时到10小时电源供应,而换做同样规格的普通锂电池,续航时间则仅为两三个小时。
不过MTI公司同时也承认,虽然在续航时间上较为理想,但在像闪光灯这样需要较大瞬时电流的设备上使用时,便携式燃料电池的表现仍稍显不足。
据了解,目前以Mobion技术为基础的手机电池原型也已推出,消费级产品则有望在5年到10年内面市。
压电材料技术
压电效应指某些介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,其内部会产生极化现象,同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。我们日常生活中经常接触到的打火机和煤气灶的点火装置便是其应用的一种。而未来10年中,采用压电效应的电源绝对不会这么简单。
在最新一期的《纳米通讯》杂志上,科学家们提出了一个用压电材料制成能量收集系统的设想,并获得了初步成功。研究人员用纳米锆钛酸铅(PZT)制成了一种可穿戴的压电材料,这种材料能将80%的机械能转化为电能。人体的走动、呼吸和其他运动均可触发压电系统。
研究人员称,这种压电材料将有望为包括手机在内的多种小型电子设备提供电力,若将其用于心脏起搏器供电,患者将免去每隔几年就要通过手术为起搏器更换电池的烦恼。
无线充电技术
对消费电子产品而言,除电池外,充电器的作用也同样重要。据相关机构估计,全球至少有150亿个充电器,平均下来地球上的每个人至少有两个。杂乱的电线、各式各样的插头、沉重的电源适配器……相信不少人都曾为此苦恼过。
不过,在未来5年到10年,这一切或许就会成为遥远的回忆,届时不用连接线、不用插头甚至不用接触就可以进行充电的无线充电技术将成为主流。
在今年1月结束的2010年国际消费电子展(CES)上,这种看似魔术的技术已有量产的产品推出。虽然就目前而言这种充电技术的成本和充电效率还不甚理想,但我们完全可以想象,再过几年,通过车库的地面就能为停在上面的电动汽车充电;手机无需拿出口袋就可补足电力;放在家中的笔记本电脑等便携设备不仅可以无线上网,也可以通过无线充电让电池始终保持满格。而总有一天,电能也能像无线电波一样跨越大洋。