研究人員新近發(fā)布一款續(xù)航能力超強的電池，這款電池可供可穿戴設(shè)備及醫(yī)療保健設(shè)備運行10年多的時間而無需充電。這個新設(shè)計基于鋰氟化碳(CFx)化學(xué)式，要比現(xiàn)有電池安全。美國能源部橡樹嶺國家實驗室的研究人員已經(jīng)測試了新電池的原型產(chǎn)品，相應(yīng)的論文于上周發(fā)布在《美國化學(xué)會志》。

論文的第一作者ChengduLiang表示，CFx電池可以做到小如硬幣，可以給裝配傳感器的低功耗健身追蹤器或者可穿戴設(shè)備供電數(shù)年。

不可充電，但沒關(guān)系

Liang說：電池不能充電，是一次性電池。

可穿戴設(shè)備主要給用戶傳遞少量信息，不需要多少電量，可以延長CFx電池的使用期限。Liang說，對于傳感器和起搏器這樣難以充電和替換的設(shè)備，這款電池非常合適。CFx電池原型產(chǎn)品目前的形式并不適用于電腦和移動設(shè)備，因為電腦和動設(shè)備耗電量大，而且需要不斷充電。

Liang還說：這是一項概念驗證研究，但有一家私營公司對這款電池的商業(yè)化感興趣，已經(jīng)和我們?nèi)〉寐?lián)系。在未來幾年，這款概念電池可能就會變成現(xiàn)實，取決于其商業(yè)化進(jìn)程。

現(xiàn)在的電池續(xù)航能力都不強，而且有些電池還不安全。PC制造商索尼和聯(lián)想最近報道了鋰電池引起筆記本電腦過熱和燃燒的事例。

鋅空氣(zinc-air)電池和鋰空氣(lithium-air)電池正在研究當(dāng)中。一些類似的電池，例如銀鋅電池，則被認(rèn)為成本過高。汽車制造商則正在研究燃料電池。

可以肯定的是，CFx電池不是新鮮事。ContourEnergy公司已經(jīng)在出售基于CFx化學(xué)式的專用電池，供軍隊用于無人機、夜視鏡和其他電子設(shè)備。這款電池可以有不同的尺寸。

大突破

根據(jù)美國陸軍的現(xiàn)有研究，CFx化學(xué)式已知相對于其他流行的鋰電池化學(xué)反應(yīng)，是理論能量容量最高的化學(xué)式之一。Liang說：這款電池基于舊理論但設(shè)計是新的。這是一個大突破。

在實驗中，橡樹嶺國家實驗室的研究人員開發(fā)、測試一個真正的CFx電池，采用固體電解質(zhì)來增加電池能量容量。現(xiàn)有的鋰電池采用陽陰極和負(fù)正極形式的電極，充電時鋰離子可以在它們之間的電解質(zhì)移動。充電時，鋰離子從陰極移向陽極存儲。在放電時，鋰離子從陽極向陰極移動，并給設(shè)備供電。

新的CFx電池設(shè)計中有可以作為離子導(dǎo)體和陰極的固體鋰硫代磷酸鹽多用電解質(zhì)。電解質(zhì)可以攜帶存儲電荷，有助于增加電池的能量容量。Liang說，CFx電池原型產(chǎn)品采用固體電解質(zhì)，而普通電池采用液體電解質(zhì)。

你有的電解質(zhì)不僅做自己的工作，還能提供陰極的功能。你還可以在電解質(zhì)存儲能量。Liang說，雙重功能的電解質(zhì)可以引向新的電池設(shè)計。新的電池可能會在未來幾年推出市場。但他不確定制造這款電池的成本。

我不了解批量生產(chǎn)以及每個電池的成本。我們這里使用的所有材料都是充足的。他還說，橡樹嶺國家實驗室的研究人員在這款電池的技術(shù)上花了三四年時間，目前正在研究新的固體電解質(zhì)材料。

美國橡樹嶺國家實驗室位于田納西州橡樹嶺，由田納西大學(xué)和Battelle紀(jì)念研究所共同管理。