【盘点】世界最先进的消费级电池

来源:发布时间:2016-11-01 10:19:59

   还记得我们给上海迪士尼“推荐”的能源地砖吗?从专业角度讲,这是一种新型电池——飞轮电池(飞轮电池是20世纪90年代提出的新概念电池,它突破了化学电池的局限,用物理方法实现储能)。

新型电池越来越多,也是为了解当今智能设备的“燃眉之急”,就拿手机来说吧,如果它没电了,就形如一块板砖。为此,科学研究者及硬件生产厂商在电池的材料上、技术上努力,希望挖掘更好的电池材料,也希望能将电池容量做大一点,让续航好一点。今天,我们就来涨涨姿势,看看这些神奇的电池。

超轻光伏电池

大家都知道,电池的大小限制了智能手机、电脑、可穿戴设备可以接受的外形。

电池

一款超轻量的光伏电池已然问世,它让那些所谓电池限制都成了无稽之谈。因为它的特点除了轻还是轻,轻到可以把它放在泡泡上。

这群麻省理工学院的研究者表示,制造这一电池的核心在于技术,而非材料。他们把电池、基片和保护图层在同一工艺上实现,这样一来可以免受灰尘侵入。

一种名为聚对二甲苯的柔性聚合物用作基片和保护涂层,而主吸光层是由一种叫酞酸二丁酯的有机材料制作而成的。而且,整个过程是在室温下真空完成的,没有使用任何化学溶剂或刺激性化学物质。

当大家把精力都投射在续航能力上时,关注电池的体量也是一个新的拓展点。

这款电池非常轻盈,适用范围也很广,比如说嵌在衣服或笔记本上,比如说太空或是高海拔环境,而且,它可以做为现有设备的简易扩展。

柔性太阳能电池

传统的无机光电器件(即太阳能电池)已经不是什么新鲜事物了,只是它必须加工成坚硬的板块状物件,才能大面积的吸收太阳能,而这明显限制了日常应用。而柔性器件重量轻,并且可以折叠、卷曲、粘贴在曲面上,如汽车玻璃、屋顶、衣服等。

电池

如果柔性太阳能电池成为现实,可穿戴设备将变得更加完美。

目前,来自中国、美国以及韩国的科学家已经开发出类似电池,它可以任意改变形状以适应不同的设备。

中国科学技术大学熊宇杰教授课题组基于应用广泛的半导体硅材料,采用金属纳米结构的热电子注入方法,设计出一种可在近红外区域进行光电转换且具有力学柔性的太阳能电池。

熊宇杰课题组将具有近红外光吸收性能的银纳米片与硅纳米线集成在一起,构筑了两种不同的光伏器件,在近红外光照下,银纳米片产生的热电子可以直接注入硅半导体中,近红外光区光电转换效率提高了59%。

这种柔性电池可以安装在你的皮肤上,随时为可穿戴设备提供足够电量。该成果有望用于发展智能温控型太阳能电池及可穿戴太阳能电池。


氢燃料电池

电池在燃料上做文章并不鲜见,小站君要说的这个氢燃料电池可以让无人机的续航增添到2个小时。

电池

英国Intelligent Energy公司研制出了一种氢燃料电池,这种电池能够让无人机在天上连续飞行2个小时,并且在着陆之后可以立即补充燃料,继续飞行。

这种无人机氢燃料电池加满燃料差不多只有1.6千克,相比锂电池还更轻了。

目前这款氢燃料电池已经安装在大疆Matrice 100无人机上进行了成功测试。Intelligent Energy公司表示,这款电池最快能在今年年底就上市。

不过由于这种氢燃料电池燃料的特殊性,使得电池的危险性增加了不少。只要在技术上把关够严谨,危险系数还是可以控制的。

蔗糖电池

先纠正一下,这款蔗糖电池并不是由蔗糖制成的。只是日常生活中的普通蔗糖可以用来发电。

电池

MIT的科学家研究结果显示,使用蔗糖包裹碳纳米管,从一端点燃碳纳米管,就会产生热能波(TPW)来推动管内的电子向前运动,进而产生电流。

各大报道均称,这个原理很复杂!想来科学家整出来的原理也不是我等普通人能理解的。还是来说说它的用处吧~

虽说这种蔗糖电池使用效率不高,但难能可贵的是它储存的电量不会随着时间丢失,这点绝对碾压锂电池。另外,由于该技术中的碳纳米管体量可以被缩小,因此未来糖电池还可以用在可穿戴设备当中。

下一页>  

空气充电

华盛顿大学传感实验室研究员创造了无线识别和传感平台(WISP):一个传感器和计算芯片的结合,不需要电池也不需要连接电源线就能运作。

电池

它吸收一个RFID(射频识别)读写器发出的无线电波将之转化为电流。

它和Fitbit里的处理器有类似的时钟速度和功能,包括嵌入式加速器和温度传感器。它通过反向散射无线信号实现了这项伟业。

它的带宽类似蓝牙低功耗模式,一种支持大部分蓝牙音箱和无线耳机的无线充电技术。举个例子吧,将WISP安装进健身追踪器,无需把它连接到任何装置里,就可以下载新的追踪功能,或者通过更新来修正错误。

通过联合WISP和RFID读写器,研究人员称,他们已经能够制造10倍快速的无电池计算机。

只是,想要用无线电波给iPhone和笔记本电脑充电,还有些遥远。

不过,目前可以使用WISP的领域有:1、建筑,可以探测到大楼是否在地震中收到了损坏;2、农业领域,能够同时监测几千株植物的能力可以带来巨大价值;3、用于可植入设备,来监测病人的健康;4、健身手环。最重要的,WISP和其他无电池计算机完全可以让物联网设备变得智能起来。

结束语

大家都知道,电池的大小限制了智能手机、电脑、可穿戴设备可以接受的外形,电池的性能有严重制约着这些智能设备的功能发挥。因此,电池甚至电池技术,就是智能硬件整个行业的命脉所在。

产品的性能再高端,功能再酷炫,没有了电源的支撑,一切都只能作废。新型电池技术的引进,将给智能硬件尤其是可穿戴领域带来了新的可能性,无论是体量上还是续航上。


索比光伏网 https://news.solarbe.com/201611/01/154614.html
责任编辑:solar_robot
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
伊利诺伊州签署清洁能源法案,将推动太阳能光伏、电池储能和VPP的投资来源:SOLARZOOM光储亿家 发布时间:2026-01-15 16:20:00

伊利诺伊州州长JB·普利茨克已签署一项清洁能源法案,将促进该州太阳能光伏和储能投资,包括其他方面。

华东师范大学方俊锋最新Nature Communications:一种不含氟化锡、高效且耐用的锡铅钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿太阳能电池 发布时间:2026-01-14 08:37:34

2026年1月12日华东师范大学Wenxiao Zhang&方俊锋&林雪平大学高峰于Nature Communication刊发一种不含氟化锡、高效且耐用的锡铅钙钛矿太阳能电池的研究成果,开发了一种策略,将铅粉作为前驱体,并进行PbF₂后处理,分别替代SnF₂在成膜和表面缺陷钝化中的作用。Pb²⁺中的d电子极化增强了其与F⁻的结合,使其对钙钛矿的反应惰性。在本研究中,不含SnF₂的器件效率从16.43%提高到24.07%。在最大功率点下,85°C 运行 550 小时后,电池仍能保持其初始效率的60%。

从化学到太阳能电池:材料创新在钙钛矿光伏革命中的核心作用来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2026-01-07 10:33:54

钙钛矿太阳能电池已经成为光伏领域的一项变革性技术。自2009年问世以来,因其卓越的效率、低成本的加工工艺和可调谐的光电特性,十年内已成为下一代光伏技术的主要候选者。然而,长期稳定性、铅毒性和工业可扩展性方面的挑战仍然是其大规模商业化的主要障碍。本文探讨了材料创新在克服这些障碍中的核心作用,重点关注成分工程、分子添加剂与钝化、界面化学以及二维/准二维钙钛矿系统的进展。特别关注了电荷传输架构的演变和新兴的商业前景。我们还强调了从追求性能的研究转向注重耐用性和可制造性策略的重要性。文章最后对未来钙钛矿太阳能电池的发展方向提出了建议,包括标准化测试、预测性材料设计和环境友好型制造的需求。

苏大袁建宇团队AM: 倒置钙钛矿太阳能电池实现 26.11% 的冠军效率!来源:钙钛矿与OPV薄膜太阳能 发布时间:2025-12-23 14:15:02

效率:DCA-1F共SAMs器件表现最优,冠军PCE26.11%,开路电压1.179V,短路电流密度25.89mA/cm,填充因子85.49%;DCA-0F、DCA-2F共SAMs器件PCE分别为25.21%、25.05%,均高于纯MeO-2PACz对照组。稳定性:30-50%湿度环境下储存1000小时,DCA-1F共SAMs器件保持90%初始PCE;1太阳光照下最大功率点跟踪1000小时,仍维持~90%效率,而纯MeO-2PACz器件500小时后效率衰减超50%。DCA分子与MeO-2PACz在溶液状态下自聚集行为的示意图。近期报道的基于共自组装单分子层策略的高效钙钛矿太阳能电池性能汇总。

黄劲松AEM:理解钙钛矿太阳能电池中基于膦酸分子的空穴传输层来源:知光谷 发布时间:2025-12-23 09:59:38

自组装单分子层已成为钙钛矿太阳能电池中一类重要的界面材料,能够调控能级、提升电荷提取效率,并改善器件效率与稳定性。其中,基于膦酸的自组装单分子层因其可与透明导电氧化物形成共价键,作为超薄、透明且可调控的空穴传输层而备受关注。解决这些挑战是将SAMs推向商业化钙钛矿太阳能产品的关键。

AEM:环境条件对无反溶剂两步法FAPbI₃薄膜及太阳能电池性能的影响来源:知光谷 发布时间:2025-12-23 09:58:30

综上,该研究表明,在干燥气氛中制备活性层或在最终退火时引入适度湿度,可获得两步法FAPbI太阳能电池的最佳性能与稳定性。

紫色光/紫外光线诱导的卤化物钙钛矿太阳能电池钝化失效来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-22 13:50:34

胺基末端配体,无论是直接使用还是以二维钙钛矿的形式使用,都是钙钛矿钙化剂中的主要缺陷钝化剂,并且显著推动了各种钙钛矿太阳能电池达到最高效率。然而,即便是这些最先进的钙钛矿太阳能电池,在运行过程中仍会迅速降解,这引发了对钝化耐久性的担忧。总之,研究结果揭示了一种普遍机制,即紫色光/紫外光线会导致胺基端配体的去钝化,而这类配体是钙钛矿太阳能电池的主要缺陷钝化剂。

固态钙钛矿太阳能电池的发现与进展来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-22 13:39:11

2012年,我们首次报道了长期稳定的固态钙钛矿太阳能电池,开辟了一个新领域,并引发了认证功率转换效率超过27.3%,超越了单晶硅太阳能电池的效率。如今,随着钙钛矿/硅叠层器件效率接近35%,钙钛矿太阳能电池已成为满足2050年净零碳排放目标所需太瓦级需求的主要候选者。展望未来,钙钛矿太阳能电池已准备好进入市场,预计钙钛矿/硅叠层器件将首先出现,随后是高效单结器件。固态钙钛矿太阳能电池的发现钙钛矿是具有ABX3通式的化合物。

SusMat综述:环保锡基钙钛矿太阳能电池的开压和填充因子损失来源:钙钛矿太阳能电池之基石搭建 发布时间:2025-12-22 09:36:56

基于锡的卤化物钙钛矿太阳能电池是一种极具前景的无铅替代方案,具有适宜的带隙和强光吸收特性,但其器件性能受制于显著的开路电压和填充因子损失。尽管相关研究已取得一定进展,但由于氧化化学、缺陷物理及界面能学的耦合作用,锡基钙钛矿太阳能电池的开路电压与填充因子性能仍难以媲美铅基钙钛矿太阳能电池。

肖娟定&蒋晓庆&逄淑平Angew:揭示分子柔韧性在增强吡啶基缺陷钝化以实现高效稳定钙钛矿太阳能电池中的作用来源:知光谷 发布时间:2025-12-22 09:33:25

通过对钙钛矿/C界面进行分子调控以减少缺陷密度,对实现高效稳定的倒置型钙钛矿太阳能电池至关重要。然而,取代基柔韧性对钝化性能的影响仍未得到充分理解。研究发现,柔性中心取代基显著增强了吡啶基团的电子云密度,从而提升了其钝化能力,同时抑制了分子聚集并促进了更好的界面接触。

苏州大学袁建宇AFM:均匀接触的共自组装单层膜实现效率超过26%的倒置钙钛矿太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-12-22 08:50:50

咔唑基自组装单层膜作为倒置钙钛矿太阳能电池中的空穴传输层被广泛使用,但它们在溶液中易形成胶束,导致界面均匀性下降。本文苏州大学袁建宇等人设计并成功合成了一系列氟化共轭SAMs,开发出一种用于高性能倒置PSCs的共SAM体系。基于DCA-0F、DCA-1F和DCA-2F共SAMs制备的倒置PSCs分别实现了25.21%、26.11%和25.05%的冠军光电转换效率。共SAM策略实现高效稳定器件:DCA-1F与MeO-2PACz共混形成均匀单层,使倒置PSCs效率提升至26.11%,并在MPP跟踪1000小时后保持约90%初始效率。