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无电不欢 未来充电有奇招 众所周知，当下移动技术和可穿戴设备正处于突飞猛进中，那么我们的电池及其充电技术，还会处于十几年前最原始的技术吗？No！在当今这个智能时代，快充、无线充、远程充等新式充电方法无奇不有，充电方面的黑科技更是层出不穷。没有做不到，只有想不到。 文/ 记者黄岚 最新研究： 按压屏幕就能充电 无论是手机、平板电脑还是笔记本电脑，在这个科技迅猛发展的时代，我们身边充满了各式各样的电子设备。于是，对大多数人而言，“充电”成了生活中的“大问题”，“便捷”和“快速”成了人们对充电方式的最基本要求。正因如此，各种技术性突破的充电方式应运而生。 不久前，美国密歇根州立大学研究人员设计出一种低能耗纳米发电装置，能够把人滑动、按压手机屏幕的力转化为电能，这一装置由硅晶片制成，分成多层，受压时就会产生电能。它自重轻、可折叠伸缩、具有生物兼容性，能够用于无线头盔、手机和其他触摸屏产品。这种低能耗纳米发电装置的问世，意味着人类离以行动供能的可穿戴装置，又近了一步。 当智能电子设备成为常备，无论是不是“科技控”基本都能顺手拈来。那么对于未来的智能充电技术，你又了解多少呢？记者就此话题专门采访了来自“出门问问”人工智能公司“充电/无线充电”领域的专家彭塞煌，让他带领我们感受一下与科技“来电”的感觉。 快充： 时间节省了 成本增加了 现在不少手机品牌都以“快充”作为卖点，高呼“充电五分钟，通话两小时”，更有以色列StoreDot发明的“超级充电器”，采用多功能电极，电极的一端类似超级电容，另一端是金属锂电极，并通过纳米点技术进行改良，可实现极速充电，将手机充电时间缩短至30秒。 “‘快充’就如我们字面上理解的一样，可以让手机等由电池供电的设备在更短的时间内充入更多的电量。”彭塞煌解释说，“为了实现快速充电需要在设计上有一系列的考量，主要体现在电池、电路设计、热设计、充电管理算法等方面。”简而言之，快速充电技术就是一套在确保充电安全的前提下最大化充电电流的标准。快速充电很符合现代人对快节奏的要求，然而在追求“速度”背后，也存在或多或少的弊端。比如，为了支持高倍率充电，电池在电极材料、涂覆厚度、电解液材料等方面需要做一系列的调整，这会导致电池的能力密度有所下降同时成本也会增加。另一方面，因为快速充电需要被充电设备与充电器之间能互相通信，这需要在充电器端增加相应的电路从而导致成本增加，同样，快速充电的充电器由于输出功率更大成本上也会更高。彭塞煌告诉我们，“快充”设备不但价钱更高，而且不同的快速充电技术有可能互相不兼容，手机和充电器只能一对一匹配，令充电器的通用性大大降低。 无线充： “隔空”充电不是梦 19世纪90年代，尼古拉·特斯拉发明了“特斯拉线圈”，能够通过空气传播电力，开启了无线式电力传播的时代。但近年来被广泛关注的无线充电技术，至今仍未真正在消费电子领域普及，提到无线充电技术或许我们只能想到电动牙刷。更别提坊间所提及的更高科技——“隔空充电”才是真正的“无线充电”，整个充电过程无须将设备摘下来，也无需将它们插在插座上，甚至不需要人们每天还惦记着要为它们充一次电。 据彭塞煌介绍，目前主要的无线充电方式包括磁感应式、磁共振无线充电和射频无线充电，其中磁感应无线充电技术成熟效率较高，目前广泛商用的无线充电技术都是基于它。相比之下，磁共振无线充电的充电距离相对较远，理论工作距离可以达到数十厘米，但目前设备尺寸还比较大、成本居高，所以在一定程度上限制了大规模商用，但相信随着技术的发展，会越来越成熟并逐步走向商用化。 至于射频无线充电这项技术，需要以远场电磁场来接收天线与远场电磁场共振后产生电流，目前还处在实验室研究的阶段。“远距离无线充电技术目前还处于研究阶段，这一技术在功率器件、天线、电磁辐射等方面还有很多的问题需要解决。”彭塞煌补充道，“由于远距离无线充电的工作频率非常高，这种高频电磁波对人体的健康影响也存在很多争议。因此这一技术在短期内不太可能成为主流的充电方式。” 未来趋势： 能量搜集是“热点” 现代人总是苛求完美，充电设备若要同时满足“技术狂”和“外貌党”的要求，除了提升充电速度和方式，续航时间和产品尺寸也是重中之重。对便携式产品来说，续航时间是至关重要的。彭塞煌告诉我们，续航时间一方面取决于系统的功耗大小，另一方面也跟电池容量直接相关。“由于产品尺寸的限制，我们不可能通过无限增大电池的体积来提升容量，而预计在短期内，电池能量密度也无法实现重大突破。”他说，“所以在这样的情况下，快速充电成为一种改善用户体验的新途径。如果充电速度足够快的话，用户只需要在有电源的情况下快速充一小段时间的电，就能够满足外出时的续航需求。”因此彭塞煌表示，相信在电池技术取得重大突破前，快速充电技术会继续受到用户的青睐。 另一方面，除了快速充电和无线充电外，能量收集也是一个研究热点，比如收集太阳能、环境光的能量、运动产生的能量、热能等来实现充电。此外，节能技术的研究也将继续发展，尤其对便携式设备来说，低功耗设计仍然有很大的发展空间。 链接：关于充电的“黑科技” 关于“智能充电”，世界各地的有趣“小发明”层出不穷：南京信息工程大学的在校大学生发明了新式充电宝，手握两小时即可充满手机；还有可以充电的野炊火炉，当用它进行烹饪时，火炉燃烧时会将热能转化成电能，之后便可通过自带的USB接口为电子设备进行充电；走两步就能充电的特殊鞋子，可以将行走时的能力收集而产生电力，平均可产生400毫瓦电能；还有可对电池进行充电的“氧气面罩”，内置微型风力涡轮机，能将呼吸转化成电力，只要把它连接iPhone，正常呼吸便可为手机充电。不过，站在专业的角度，彭塞煌表示，这些发明有些是现有技术的新的应用方式，有的是一些新技术的探索、新的研究，他们有的已经接近或者已经达到量产的成熟度，有些则还处于demo概念的阶段。
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