只需30秒即可充电的新型智能手机电池

智能手机就像现代通讯的氧气一样。很难想象没有智能手机的21世纪。然而，有一件事并没有跟上智能手机使用率的增长，那就是智能手机电池。

我们都知道，为智能手机电池充电是一个笨拙且费时的过程。对于经常外出的用户来说，为智能手机电池充电是一件令人头疼的事情。然而，感谢一项名为量子点的新的技术，一家名为StoreDot的以色列公司制造了一种新型智能手机电池，可以在短短30秒内充满电。

我们将了解普通电池的放电和充电过程是如何发生的，然后讨论量子点是如何彻底改变这一过程的。

电池放电和充电过程

如今有两种基本的化学储能电池类型。它们是：可充电电池（二次电池）和不可充电电池（一次电池）。这两种电池储存能量或放电的过程是相似的。使它们不同的因素是所涉及的化学过程是否允许逆转过程。

所有电化学电池中都有两个电极，它们之间有一定的距离。一种导电液体填充了这个间隙。其中一个电极（阳极）允许电子流出。另一个——称为阴极——接收它们。电能存储在用于构建阳极、阴极和电解质（例如锌、铜和SO4）的化合物中。

阳极和阴极的总作用是放电。阳极发生氧化反应，在放电过程中，电解质中的两个或多个离子与阳极结合形成化合物，在这个过程中释放一个或多个电子。另一方面，阴极发生还原反应，其中离子与自由电子结合形成化合物。简单来说，阳极的化学反应使电子释放出来，阴极接收它们。

当我们连接阳极和阴极时，在阳极释放的电子通过外部电连接，并且在阴极发生化学反应使电池工作。电池继续放电，直到任何一个或两个电极的化学反应试剂不足。

一旦发生这种情况，二次电池开始反转整个化学过程。现在，外部直流电源将电子提供给阳极并从阴极收集电子，从而为电池充电。在智能手机电池中，这个充电过程大约需要几个小时，这是一个相当长的时间。

量子点的大小约为单个HIV病毒的五六十倍。这些点实际上是具有某些化学和物理特性（例如光学特性或在应力下产生电荷的能力）的肽。只有两个肽彼此连接，它们的晶体结构有助于它们的稳定性和保持电荷的能力，这种能力可以持续数千次充放电循环。

StoreDot制造的电池使用量子点纳米晶体溶液来代替一般的离子液体电解质来产生电子。所得电池的功率大约提高了五倍。

StoreDot制造的新电池可以使充电过程仅需几秒钟。这家以色列公司生产所谓的纳米点，由于其尺寸小，提高了电极的电容和电解质的功能。最终导致电池在几秒钟内充满电，而不是几个小时。

StoreDot首席执行官Doron Myersdorf表示：“从本质上讲，我们已经开发出使用新材料的新一代电极——我们称之为MFE——多功能电极。“它的一面像超级电容（充电非常快），另一面像锂电极（放电缓慢）。电解质用我们的纳米点进行改性，以提高多功能电极的效率。”

与其他基于重金属的纳米点生产商不同，这些生产商的纳米点是有毒的，StoreDot的纳米点是由环保的生物有机原料制成的。除了无毒外，这些材料也自然丰富。纳米点还采用基本的生物自组装机制，使其生产成本低廉。

基于纳米点的电池的自放电特性与锂离子电池相似。StoreDot的第一个原型目标是智能手机电池的近似容量（约2000毫安时）。因此，这种新型电池的可能性是无限的。

该电池是一个原型，它仍然相当大且笨重——尺寸与笔记本电脑充电器相匹配。然而，StoreDot计划重新设计其尺寸，并在2016年开始大规模生产该设备。

Myersdorf表示，该技术也可用于电动汽车，这需要对电极进行一些修改，使其产生更高的电流（这可能需要并联配置大量电池）。

无论目前的原型有什么缺陷，我们都可以肯定地相信，智能手机将在不久的将来获得提升。StoreDot清洁且具有启发性的技术已经开启了智能手机使用的新时代，并且随着时间的推移，它只会变得更好。

该公司已经为三星Galaxy S4制造了原型，但表示很快将开始为其他品牌生产基于纳米点的电池。这意味着我们可以插入电源，等待大约一分钟，然后再次开始使用智能手机。这就像在马拉松比赛中喝一杯葡萄糖水然后再次开始跑步一样。

当然，要使电池完全有用和功能完善，还需要做一些工作，但原型已经清楚地表明，我们正朝着一个新的智能手机时代迈进，在这个时代，充电只需几秒钟。这对每个人来说都是个好消息。

Samual Sam

更新于：2020年1月21日

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