鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：349次 | 2024年08月15日
電池技術(shù)續(xù)航偏弱 無線充電能否緩解“低電量焦慮”？
日前，在俄羅斯彼爾姆城，一個(gè)叫小P的機(jī)器人竟然自作主張“逃出”實(shí)驗(yàn)室。最終，因?yàn)殡姵睾墓舛Ａ粼诮值乐虚g，一度造成小范圍的交通堵塞。
有關(guān)機(jī)器人來說，缺電會(huì)讓其無法正常運(yùn)行。而有關(guān)不少患上手機(jī)依賴癥的人而言，“電池電量低”則會(huì)讓心情變得焦躁煩悶。人們將這種現(xiàn)象統(tǒng)稱為“低電量焦慮癥”。
為緩解這一“現(xiàn)代病”，科學(xué)家嘗試引入無線充電技術(shù)。這到底是個(gè)怎么樣的技術(shù)？它能否推廣應(yīng)用，真正緩解“低電量焦慮”呢？
傳統(tǒng)電池技術(shù)續(xù)航偏弱
“再窮也要有WiFi，再苦不能沒電量?！本W(wǎng)絡(luò)上流傳的這則“新版馬斯洛需求”，用戲謔的方法清晰地傳遞出這樣一個(gè)信號(hào)：“低電量焦慮”已經(jīng)影響到不少人的基本生活狀態(tài)。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
據(jù)報(bào)道，LG公司對(duì)超過2000名手機(jī)用戶進(jìn)行調(diào)查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，90%的人對(duì)手機(jī)電量的流失十分擔(dān)憂；60%的被訪者曾經(jīng)歷過因手機(jī)沒電而無法與家人、朋友、同事等取得聯(lián)系；41%的被訪者因手機(jī)沒電而感到恐慌。
電池技術(shù)續(xù)航偏弱無線充電能否緩解“低電量焦慮”？
近年來，智能手機(jī)的核心性能成倍上升，但受制于現(xiàn)有的鋰離子電池技術(shù)和機(jī)身空間，續(xù)航偏弱成為一個(gè)無法逾越的行業(yè)障礙。為了解決這個(gè)問題，各大手機(jī)廠商絞盡腦汁，目前普遍的做法是應(yīng)用快充技術(shù)。而有關(guān)消費(fèi)者來說，隨身攜帶移動(dòng)電源是應(yīng)急充電的重要方式。
不過，科學(xué)家們相信，隨著無線充電技術(shù)的發(fā)展，消費(fèi)者將可以隨時(shí)隨地充電，且能夠擺脫插座、線纜的束縛。例如，我們?cè)诳Х葟d、辦公室和家里，只需將手機(jī)安放在感應(yīng)區(qū)域就可以直接充電；抑或走進(jìn)公交車、地鐵站乃至電影院里，就相當(dāng)于走進(jìn)了電磁場(chǎng)，隨身攜帶的電器可以隨意“補(bǔ)充能量”……
美國(guó)Energous公司正在將這個(gè)設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。這家公司的研究人員使用射頻電波為4.5米內(nèi)的設(shè)備，供應(yīng)了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無線電力輸送。其中，發(fā)送器放置在房間內(nèi)的高處或角落，當(dāng)連有接收器的設(shè)備進(jìn)入發(fā)送范圍時(shí)就會(huì)聚集射頻電波為設(shè)備充電。接收器通過WiFi和低功耗藍(lán)牙定位設(shè)備位置，與發(fā)送器連接。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
實(shí)驗(yàn)證明，這樣一個(gè)發(fā)送器可以在4.5米距離內(nèi)，同時(shí)為4個(gè)待充設(shè)備供應(yīng)2瓦特功率的電力傳輸，而耗時(shí)僅為傳統(tǒng)接線充電的一半。
磁共振催生“隔空充電”
2014年，美國(guó)高通公司展示一款汽車無線充電系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)采用充電箱來驅(qū)動(dòng)地面上的無線充電墊，在汽車開上來后開始電力傳輸。
實(shí)驗(yàn)表明，與充電樁等傳統(tǒng)方式相比，電動(dòng)汽車的無線充電可以解決火花、積塵、接觸損耗及機(jī)械磨損等一系列問題，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)停車位自動(dòng)充電和移動(dòng)供電。由此，將降低對(duì)電池容量的要求，增強(qiáng)電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航能力。
無線充電技術(shù)不僅在消費(fèi)電子領(lǐng)域有巨大需求，同時(shí)在新能源汽車產(chǎn)業(yè)中也有著良好的應(yīng)用前景。那么，它到底是基于何種原理呢？
早在100多年前，科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)電力可以轉(zhuǎn)化為電磁波在空氣中傳播。當(dāng)時(shí)有科學(xué)家制作了兩個(gè)銅線圈，讓其中一個(gè)連接電源，負(fù)責(zé)發(fā)出能量；另一個(gè)連接燈泡，負(fù)責(zé)接收能量，兩個(gè)線圈中間沒有任何電線連接。由于這兩個(gè)線圈擁有相同的電磁振動(dòng)頻率，電能最終成功地在兩個(gè)線圈之間進(jìn)行傳輸。
所謂無線充電技術(shù)，就是利用磁共振、電磁感應(yīng)等原理，實(shí)現(xiàn)電能在充電發(fā)射器與電子設(shè)備之間的傳輸。根據(jù)供電距離的不同，它可以分為短程、中程和遠(yuǎn)程傳輸三大類：
短程傳輸通常依靠電磁感應(yīng)來實(shí)現(xiàn)。電磁感應(yīng)電力傳輸重要以磁場(chǎng)為媒介，通過初級(jí)和次級(jí)線圈感應(yīng)出現(xiàn)電流，可以隔著很多非金屬材料進(jìn)行傳輸，一般適用于小型便攜式電子設(shè)備供電。短程傳輸距離上限是10厘米。
中程傳輸可以通過電磁波射頻來實(shí)現(xiàn)，其傳輸距離能達(dá)10米，但傳輸功率較小，多為汽車配件、助聽器及人體植入儀器等供應(yīng)支持。
遠(yuǎn)程傳輸重要利用微波或激光技術(shù)。微波傳輸是將電能轉(zhuǎn)化為微波，讓微波經(jīng)自由空間傳送到目標(biāo)位置，再轉(zhuǎn)化成直流電能，供應(yīng)給負(fù)載。激光電能傳輸則是利用激光方向性強(qiáng)、可以攜帶大量能量的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離的輸電。
傳輸距離和輻射限制應(yīng)用
通常，科技公司提到的無線充電技術(shù)，指的是可以將手機(jī)放在充電墊上來充電，不要充電線。例如，蘋果、華為等品牌的手表，通過兩線圈相互接觸感應(yīng)，可以進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換。不過，很多人質(zhì)疑，這和數(shù)據(jù)線充電有什么本質(zhì)差別嗎？
真正的無線充電技術(shù)，類似于“隔空充電”，像WiFi信號(hào)相同，通過空氣等媒介來傳輸電能；其能量傳輸效率可以保持在70%左右，且都采用智能化控制，能自動(dòng)識(shí)別負(fù)載是否完成充電，比不能識(shí)別是否充電完成的傳統(tǒng)充電器更加環(huán)保，電能利用率更高。因此，推廣前景值得期待。
但是，傳輸距離和輻射問題，也限制著無線充電技術(shù)的推廣應(yīng)用。無線電波的彌散、吸收與衰減，被認(rèn)為是無線充電的難點(diǎn)。電磁波在自由空間傳輸能量的過程中，會(huì)向四方散發(fā)、不易集中、定向性差；能量在無線傳輸過程中，各種各樣的干擾會(huì)造成能量傳輸損耗，特別是微波漫射在空間，能量衰竭更快。
此外，使用無線充電的產(chǎn)品工作頻率設(shè)定的范圍是50赫茲至60赫茲，理論上電磁輻射與普通小家電相當(dāng)。但檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，無線充電的電磁輻射相較于無線通信要高很多。還有專家表示，出現(xiàn)輻射的不僅僅是無線充電器，電腦、手機(jī)、WiFi、電視、微波爐等同樣有輻射，因而存在一個(gè)疊加輻射的問題。因此，應(yīng)當(dāng)在提高無線充電傳輸能力的同時(shí)，降低電磁輻射水平，將其下降到一個(gè)安全許可的范圍內(nèi)。這或許是無線充電技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的一大瓶頸。
對(duì)汽車無線充電系統(tǒng)的檢測(cè)還顯示，磁感應(yīng)傳輸電能會(huì)出現(xiàn)輕微輻射。在人體各器官中，心肺受到的影響較為明顯，需作為重點(diǎn)防護(hù)對(duì)象。不過，由于車身的屏蔽用途以及電磁參數(shù)隨距離的急劇衰減，車外的電磁安全指標(biāo)明顯優(yōu)于車內(nèi)。因此，就個(gè)體而言，最好不要置于無線充電的中心場(chǎng)域。記者夏斌
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腦洞大開的無線充電方法
WiFi充電美國(guó)華盛頓大學(xué)正在開發(fā)“WiFi電力系統(tǒng)”。這個(gè)技術(shù)可以通過WiFi信號(hào)為8.5米內(nèi)的設(shè)備充電。傳感器接收射頻信號(hào)中的電能，并將其轉(zhuǎn)化為直流電。
呼吸供電巴西一名設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)了一款用呼吸為手機(jī)充電的新型裝置——AIRE面罩，里面裝有一個(gè)小型的風(fēng)力渦輪機(jī)，能夠把呼吸出現(xiàn)的風(fēng)能轉(zhuǎn)化成電能。
摩擦充電這利用的是靜電原理。一片指甲大小的納米材料通過摩擦就能出現(xiàn)8毫瓦的電量，足夠讓心臟起搏器運(yùn)行起來了；摩擦25平方厘米的材料足以點(diǎn)亮600盞LED燈。
聲音供電整個(gè)裝置就像“三明治”，特定化合物把氧化鋅納米管線夾在中間。當(dāng)外界聲音傳至表面時(shí)，聲波震動(dòng)會(huì)導(dǎo)致氧化鋅納米管線壓縮和伸展，從而出現(xiàn)微量的電壓。目前，這種裝置能將100分貝左右的音量轉(zhuǎn)換成50毫伏的電壓。
家具充電宜家公司推出一系列支持無線充電的家居用品。最引人關(guān)注的是支持無線充電的臺(tái)燈、書桌、床頭柜和落地?zé)舻?。這些家具自帶無線充電模塊，用戶買回去連上電源就可使用。
