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  无需充电器:未来手机电池大观         
无需充电器:未来手机电池大观
[ 作者:佚名    转贴自:http://www.materials.net.cn/Html/xxnews/200611/2006111616114318342.html    点击数:61    更新时间:2006/11/17    文章录入:谢川 ]
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手机如果没有了充电器?那是一个大胆的假设,当代的手机与充电器可以说是密不可分,就连几天都离不开它,相信大家也遇到过因为手机没有电而带来的尴尬吧?如果手机电池能多用上几天,那么就是说可以离开充电器多几天啦,所以很多厂商都在研发新一代的手机电池,毕竟时间已经很紧迫了,彩屏手机、PDA手机、数码相机手机都是很能吃“吃电”的,新一代手机电话呼之欲出,现在我们马上来看看吧。

负担过重的锂电池

作为昔日的王者,锂离子电池已经不能满足当今手机对电力的需求了。从锂离子电池的工作方式我们知道,锂离子电池的容量和正负极材料、电解液容量都有关系,所以一定体积重量的锂离子电池只能存储一定容量的电能,这个限定就叫做比能量。虽然锂离子电池的比能量相对于以前的电池已经很高了,但是由于现代手机对于体积和重量的要求,我们不能通过扩大电池体积的方法来增加电池的容量,所以只能寻找更高比能量的电池。其次,锂离子电池虽然不含铅、镉、汞等对环境有害的重金属物质,但是锂电池对于环境依然是有害的。它对温度也有较高的要求,一般来讲放电温度要在:-10°C+60°C之间,过低的温度会影响锂离子电池容量;另外充电时对温度也有要求,要在0°C~+45°C之间;而对于存储温度一般限定在-20°C+45°C之间。此外,锂离子电池对充电要求很高,它要求精密的充电电路以保证充电的安全。此外,锂离子电池还会因为不断充电、使用而慢慢地老化,最终电力不断地减少且影响正常使用,这就是锂离子电池的记忆效应。而且由于制作工艺得不到太大的改良,而价格还是处在相对较高的水平。

改进型的金属锂电池

金属锂电池可以说是原来锂离子电池的改进型,也是目前比较受大家瞩目的一种新型材料电池。锂金属电池的质量比能量是锂聚合物电池和锂离子电池的8倍,而且关键是它直接采用了锂金属,最大特点在于能充分发挥负极金属材料的电池反应,使新型电池的能源储备量达到传统锂离子电池的2倍以上,而在放电容量方面,甚至能达到传统产品的10倍。更可贵的是锂金属电池亦不会有记忆效应,自放电率为每个月1%2%之间,非常小。我们在正常室温下保存一年仍能保留85%的容量。该电池的放电曲线平坦,它以250mA的速率放电,输出电压从充电时的3.3V短时间内(10分钟左右)下降到2.8V后,在其余80%的放电时间内保持2.8V,此后下降到2V终止。这种电池在连续供电时能提供大到2A的电流,这样可以保证电池提供给更多的设备使用。

可弯曲的高分子电池

现在有一种新型的电池——高分子电池,它已经被日本大公司如索尼、三洋电机、松下电池工业等定为下一代新型电池。为什么有这么好的前景呢?我们知道,电池的构成包括有正极、负极与电解质等三大部分,而高分子电池一般是指这三部分中至少有一项使用了高分子作为主要材料,而目前高分子主要被应用在正极与电解质,由于使用了高分子取代电池中的电解液,因此不必再有为了封闭液状电解液的外部壳子,因而可以设计得更薄些,还可以弯曲呢。这种新型的电池有如下优点:1、无电池漏液问题,其电池内部不含液态电解液,使用胶态的固体;2、可制成薄型电池,以3.6V400mAh的容量,其厚度可薄至0.5mm3、电池可设计成多种形状,电池可弯曲变形,高分子电池最大可弯曲90度左右;4、可制成单颗高电压,液态电解质的电池仅能以数颗电池串联得到高电压,高分子电池由于本身无液体,可在单颗内作成多层组合达到高电压。

无害低价的锌空气电池

没有想过吧,空气也可以作为电池的原料之一,锌空气电池便是其中一个方向。锌空气电池以无害而价低的锌为负极活性物质,以空气中的氧气为正极活性物质。其基本工作原理为:电池阳极上的锌与电解液中的OH发生电化学反应(负极反应),释放出电子;同时GDE(气体扩散电极或空气阴极)反应层中的催化剂与电解液及经由扩散作用进入电池的空气中的氧气相接触,吸收电子,发生电化学反应(正极反应)。整个过程在外电路中产生电流。

由于空气中的氧气随时可取,不占用电池空间,在相同体积、重量之下,锌空气电池储存了更多的反应原料,与传统电池相比,其能量更高,成本更低。经实验,用15组小型的锌空气电池装在松花江面包车上,时速可达40-60公里,一次可行驶500公里。此外,锌空气电池摒弃了传统电池中的铅、汞、镉、镍等化学元素,既降低了成本,也解决了传统电池中普遍存在的污染问题。不过,目前,空气锌电池在自由充电方面还存在一定问题,但广大电池生产厂商正积极寻求解决方案,相信成熟的锌电池产品将很快问世

清洁能源的燃料电池

燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转换成电能的装置。这种装置的最大特点是由于反应过程中不涉及到燃烧,因此其能量转换效率不受“卡诺循环”的限制,其能量转换率高达60%80%。另外,它还具有燃料多样化、干净、噪音低、对环境污染小、可靠性及维修性好等优点。电池工作时需要连续地供给活物质(起反应的物质)——燃料和氧化剂,这又和其它普通化学电池不大一样。最近,日本东芝公司已经发布了用于笔记本电脑燃料电池,这种电池采用甲醇作为燃料,平均输出功率为12W,最大输出功率可达20W,可连续驱动笔记本电脑约5个小时。目前东芝公司正在致力于缩小电池的体积,并计划2004年内投产。相信很快这类电池就可以用在手机上了,让我们拭目以待吧!

利用资源的太阳能电池

美国一家公司目前已经研究出了一种将锂电池与小型太阳能利用系统结合在一起的太阳能电池。Violetta Solargear就是一款让你梦想成真的产品,它是一款非常袖珍的使用太阳能作为能源的电池充电器,它采用了专门的水晶硅材料太阳能电池板收集阳光并可以转化为电力,可以同时给两节标准的AAAAA镍氢充电电池进行充电。经过我们的测试,这款太阳能充电器的效率还是比较高的,在阳光充足的条件下给两节650毫安的镍氢电池充满电力只需要4个小时左右,而如果要充满21600毫安的电池,则大约需要13个小时左右。 当然,除了基本的为电池充电的功能之外,厂商还为Violetta Solargear提供了扩展功能的附件,其一就是它的DC Power Cable,这是一条专门的电缆线,可以将两个相同的充电器并联起来提供更快的充电速度和提供更强大的能量,而且用户还可以使用它把充电器直接连接到一些使用DC 3V电源的数码产品上,让Violetta Solargear直接为其供电;另外一个有趣的附件是它的USB Power Adapter,有了它充电器可以输出功率为2.5W 5.0V 500mA)的电力,能够方便地为手机、PDA等多种小电器的充电电池进行充电,真是厉害,试想像一下,如果手机没有电了,手上还有这个太阳能充电器就方便多了,多酷呀! 再来看看Violetta Solargear的体积,相当轻巧,仅为57.5X122.0X27.0mm,重量大约为125,网上的售价仅为45美元,看来除了绿色、节能、环保外,还得再给它加个小优点,那就是便宜啦。

自力更生的手摇电池

美国摩托罗拉公司在拉斯维加斯举行的“2002 International CES”上发表了手摇充电式手机电池“FreeCharge”。FreeCharge是一款便携式“自给自足型”充电器,将附带的手柄转动45~60秒钟就能够延长电池的使用寿命,可使手机多进行3~5分钟通话,或维持数小时的待机状态。该产品是与英国Freeplay Energy集团共同开发的。FreeCharge的设计小巧,足以放在掌中,重量为300多克,建议零售价为65美元。它的优点是可以在任何时间、任何地点给你的手机充电,可以使用手机充电器来为它充电。缺点是工作时噪音太大,需要相当快速地摇动才能有效工作。事实上,FreeCharge的意义就在于可以随时随地给手机充电,使通讯不中断。但是你需要有比较强的臂力才能让它真正发挥作用。

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