使用數(shù)碼相機和手機時，最讓人放心不下的就是電池，為此新產(chǎn)品的開發(fā)很自然地圍繞電池壽命問題展開了。最近，日本、美國在這方面取得了較大進展，他們一改電池 40年不變的模式，推出了幾款全新概念的電池新產(chǎn)品，這些電池面向應(yīng)用越來越廣泛的便攜式電器用品，為可充電式、無漏液的固體電池，尤其令世人矚目的是它們還肩負(fù)起了新的能源革命的歷史重任。

數(shù)字化超能電池

兩輛用電動機和電池驅(qū)動的試驗車，在試車車道上做了測試，在20度坡道上裝有新電池的一輛順利通過了坡道，而另一輛使用傳統(tǒng)電池的中途停了下來，新電池商品名為 Oxvride，電壓1．9伏，使用壽命為傳統(tǒng)的堿性電池的1．5倍，可強力驅(qū)動電動機類電器裝置。用于數(shù)碼相機可多拍出2倍以上的照片，而且不會因為電能消耗導(dǎo)致畫面趨暗。

這種電池性能改善的秘密在于，采用的新材料在化學(xué)反應(yīng)過程中可產(chǎn)生更高的電壓，從它的橫剖面可以看出，中央的負(fù)極部分纏繞充填在正極材料之間，其材質(zhì)為氫氧化鎳顆粒。這種鎳系材料10年前已引起人們的注意，只是在反應(yīng)的穩(wěn)定性方面阻礙了實用化的進展。松下電器的技術(shù)人員把用于充填鎳粒子空隙的石墨粒子加工得更小，問題便迎刃而解了。

前不久，一種名為OxyRide的轎車問世了，經(jīng)過改進的這種超能電池使用超級處理的堿性化學(xué)物質(zhì)，包含氫氧化鎳等化學(xué)成分，在化學(xué)物質(zhì)的共同參與下可以產(chǎn)生超常電力。電池總重18．5千克，據(jù)稱加載一位體重50千克的乘客可行駛1．23千米。對于一款電池驅(qū)動的轎車來說，這已經(jīng)是相當(dāng)驚人了，這段距離已可以從家里到街頭的雜貨鋪。

鎳銅電池可用半個世紀(jì)

與此同時，筆記本電腦和手機用的鋰電池在其帶動下也卷入了這場革新浪潮。目前鋰電池電壓為3．7伏，放電時間也有了長足的進步，但是為滿足離子流動所采用的有機溶液仍是造成漏液的一大隱患。于是開發(fā)商又把目光盯準(zhǔn)了電解液，改用聚合物高分子材料。鋰電池也開始加入了干電池的行列。新的問題是，一般固體材料不利于離子的流動，影響電池性能。日本日立制作所采用聚乙烯石墨以后問題迎刃而解，離子的流動性能提高了7倍，在目前的鋰離子電池模式上同樣可以延長電池壽命。

解決了漏液問題在其他方面也獲益匪淺，以往為了避免漏電，電池里裝有特殊電路、元件，現(xiàn)在這些已不復(fù)存在，而且還提高了耐沖擊性，滿足了在汽車上的應(yīng)用要求。為了更廣泛地拓展應(yīng)用領(lǐng)域，電池形狀也更趨靈活多變，甚至可以柔性變形地安插在電器的任意位置。以筆記本電腦為例，它可以薄薄地平鋪在液晶屏幕的背面，無須拋頭露面即可提供能源。擁有200年歷史的電池，在便攜設(shè)備越來越普及的情況下，其模式、形狀如何不斷變換已成為必須面對的課題。

美國康奈爾大學(xué)研究人員正在研制一種新型鎳銅電池，雖然功率只有幾毫瓦，但壽命極長，該電池至少能工作半個世紀(jì)。據(jù)《新科學(xué)家》雜志介紹，研究人員采用放射性同位素鎳63和銅這兩種金屬作為開發(fā)長壽命電池的材料。鎳63能發(fā)生裂變，會不斷釋放電子，半衰期長達 100年。長壽命鎳銅電池的工作原理是片狀的鎳63在衰變時向銅片釋放電子，使銅片帶負(fù)電荷，鎳63薄片帶正電荷，外接負(fù)載構(gòu)成回路時，鎳銅電池便會開始工作，源源不斷地產(chǎn)生電流，為負(fù)載提供電能。

碳納米管與電雙層電容器

所謂電雙層，是指在電極和電解液的邊界面上形成的一對正負(fù)電極層，這是120年前由德國物理學(xué)家赫爾姆霍茨發(fā)現(xiàn)的。在電壓超過界限、電分解尚未開始時，電雙層起著絕緣膜的作用，而這種電雙層的厚度非常薄，僅相當(dāng)于一個分子，是一般的絕緣膜遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上的。所以，從這個意義上來說，它可以形成比以往的電容器更大的能量密度，從而朝小型化方向發(fā)展。

如果能把電容器的能量密度提高到原來的5倍，同時，通過改良，將周邊的電路功能提高到原來的4倍，這樣，就能達到原來20倍的能量密度。被稱為“電雙層電容器”的產(chǎn)品，其蓄電能力是同樣重量的鉛蓄電池的2-3倍，超過鎳氫電池，就其能量密度而言，它已經(jīng)接近實用化電池中能量密度最高的鋰離子電池。

在電雙層電容器中采用碳納米管做電極材料可增大電極的比表面積，從而有可能提高電雙層的靜電容量。迄今為止，已有多項關(guān)于在電雙層電容器電極材料中采用碳納米管的研究成果發(fā)表。

在新產(chǎn)品展示會上，對電雙層電容器進行了演示。一種是可瞬間釋放大功率的演示，僅僅1秒鐘即可將10W的太陽能電池板給電容器模塊充了10秒左右的電力全部放掉，將裝有鋼珠、重15千克的容器移動 lm。另一種演示是電雙層電容器在便攜終端上的應(yīng)用，將電容器模塊接到索尼“VAIO”筆記本電腦上，取代鋰離子充電電池，通過家用插座給電容器迅速充電約10秒后， VAIO可工作1分鐘。當(dāng)然，實際使用時1次充電可驅(qū)動的時間要長得多，而作為使用過程的一種演示，不可能觀察全部可驅(qū)動時間，因此演示只驅(qū)動1分鐘。每種演示均使用了將6個方形單元組成一列的電容器模塊。額定電壓方面，每個單元為 2．7V，模塊約為16V。據(jù)稱，將首先面向汽車和機床，為其提供單位重量能量密度高達40Wh／kg的產(chǎn)品樣品。

鋅錳電池奠定了便攜式電源的地位，在收音機普及全球的上世紀(jì)中葉曾一度大顯身手；堿性電池的問世，以其長效電力在各種信息商品急速成長的數(shù)字時代，滿足了消費者更高的需求；電雙層電容器蓄電系統(tǒng)進一步發(fā)展，電動汽車就有可能取代現(xiàn)在的以汽油為燃料的汽車。不久，“家用蓄電庫”也有望實現(xiàn)，屆時，人們不僅從太陽光、風(fēng)力以及燃料電池等無污染性能源中獲取電能，還可以不斷地將這些電儲存在蓄電庫里備用。這樣，就不再需要大規(guī)模的發(fā)電站，也不需要會產(chǎn)生損耗的輸電線，電雙層電容器真可謂前途無量。在人類文明的發(fā)展歷程中電池始終扮演著支持新的電器產(chǎn)品開發(fā)的角色，如今又肩負(fù)起了新的能源革命的歷史重任。