盡管智能手機、智能家電、甚至是智能可穿戴設備越來越高級，但它們仍然面臨一個世紀難題——充電問題。幾十年來，電池并沒有太大變化，但我們即將迎來一場能量革命。

大型技術和汽車公司總是局限于鋰電池的弊端不能自拔。雖然芯片和操作系統都越來越高效節能，但每隔一兩天，智能手機必須充一次電。幸好，大學研究員也開始研究電池了。

雖然現在手機電池還撐不了一周那么久，但充電技術的進步是實打實地在進行。這篇文章集合了所有可能在不久的將來進入人們生活的最佳電池發明，包括無線充電、30秒快充等等，希望有朝一日你我能切實體驗到這些技術的到來。

Bioo植物充電器

從外形上看，Bioo就是一個花盆，它利用光合作用產生的能量給你的平板電腦、手機等設備充電。這款產品已經上市可以購買。

Bioo一天能充電兩到三次，電壓3.5V，電流0.5A。充電用的USB接口很巧妙地偽裝成了石頭的形狀。Bioo花盆利用有機材料與水和植物光合作用時產生的有機物反應，這一過程可以產生足夠的電量為設備充電。

金納米線電池

來自加利福尼亞大學歐文分校的研究人員們，想出了納米線電池的點子，有效減少充電次數。若研究足夠成功，未來可能出現不會壞的電池。

納米線比人的頭發還要細1000倍，卻為電池的未來帶來了巨大的可能性。但在充電過程中，納米線容易斷，因此研究人員使用了有凝膠電解質包裹的金納米線來避免折斷。實際上，這種電池已經在三個月內經歷了20多萬次充電測試，電池性能沒有一絲退化。

固態鋰離子

傳統認為固態電池更穩定。豐田汽車公司科學家出版的研究報告，描述了他們對使用硫化物超離子導體的固態電池的研究，這意味著一款超級電池即將誕生。

這種電池可作為超級電容器，在7分鐘內充電或放電，因此十分適合汽車使用。由于這是一款固態電池，所以它比一般電池更穩定、更安全。這款電池可以在零下30攝氏度到零上100度的環境中工作。

研究人員仍然面臨著電解質材料帶來的挑戰，因此這款電池不會那么快出現在汽車中，不過它已經說明了人們正向更安全、充電更迅速的電池邁進。

手機和無人機的燃料電池

新款燃料電池的誕生，意味著手機將可一周充一次電，而無人機將可飛行超過一小時。

韓國浦項科技大學的科學家們，首次將多孔不銹鋼與薄膜電解質和最低熱容的電極結合，制出了比鋰離子電池更耐用、電量持續時間更長的電池。

石墨烯汽車電池

石墨烯電池代表著未來。一家公司研究出了一款名為Grabat的電池，一次充電可讓電動汽車行駛800公里之遠。

這家公司的名字是Graphenano，據稱這款電池只需幾分鐘就能充滿電，它的充電和放電速度是鋰離子電池的33倍。對需要大量能量的汽車而言，放電功能也同樣重要。

這款2.3VGrabat的比能量為1000Wh/kg，而一般鋰電子電池的比能量僅為180Wh/kg。

激光制微型超級電容

美國萊斯大學的研究人員成功研發了一款微型超級電容。現階段，這種超級電容很昂貴，但如果用上激光，這種情況將迅速改善。

用激光將電極圖形燒制在塑料板上，可以極大降低制造成本且省時省力。這款電池比一般電池充電速度快50倍，但比現有的超級電容放電還慢。而且，這款電池還很結實，即使被折10000次，也還能正常工作。

鈉離子電池

法國研究人員們和一家名為RS2E的工業企業，聯合研發了鈉離子電池，這種使用鹽的電池已經在一些筆記本電腦中使用了。

這種電池規格標準，因而可以用在筆記本電腦甚至是特斯拉ModelS一類的電動汽車中。

鈉離子電池的制造方法和運行原理都尚未公開。這款6.5cm的電池比能量為90Wh/kg，但只能充電2000次，其技術仍有待改進。

泡沫電池

Prieto公司相信3D技術是電池的未來，因此他們研發了銅制泡沫基底的電池。

這意味著這種電池不含任何可燃電解質，使用更安全，而且比一般電池壽命更長、充電更快，密度是一半電池的5倍，還比一般電池制造成本更低、體型更小。

Prieto計劃先將這款電池用于小型設備，比如一些可穿戴設備。不過這種電池還可進一步升級，未來將可用于手機甚至汽車。

固態電池

麻省理工學院的科學家與三星合作，研發出了一款比現有鋰離子電池更好的固態電池。這種新電池更安全、更耐用、充電更多。

現有鋰離子電池是通過電解液在兩個電極間傳送帶電粒子來實現充電的。這種電解液為易燃物，因而會損耗電池，減短電池壽命。

麻省理工學院的報告指出，新電池在損耗前可以充電成百上千次，其帶來的能量密度比一般電池高20%到30%，意味著可以為設備充更多電。而且，新電池不易燃，因而可以在電動汽車中使用。

納米“卵狀”三倍電容充電只需6分鐘

麻省理工學院的科學家研發了一種電池，其電容是現在一般電池的三倍，且只需6分鐘就能充滿電。而且，這種電池損耗極慢，可以使用相當長一段時間。

這款電池最大的優勢是它的成本很低、極易量產，因此不久之后我們可能就會在市面上發現這款電池了。

1分鐘即充滿電的鋁石墨

斯坦福大學的科學家研發了一種鋁石墨電池，可以在1分鐘內充滿智能手機。

這款電池唯一的問題是，它只能儲存一般鋰電池一半的能量，不過既然1分鐘就能充滿電，相信這也不算什么大問題。

可彎曲電池

來自亞利桑那州立大學的研究團隊從日本古代折紙藝術中獲得靈感，研發了一款可彎曲的電池。

這款電池的誕生，意味著智能手表可以使用可彎曲的表帶做電池，這樣手表使用時間更長，手表本身的體積也可更小。從長遠角度看，這款電池也十分適合監測生命體征的智能服裝。

皮膚的能量

這是一款利用人的皮膚摩擦產生能量的電池。你手指輕輕一敲，就可以產生能點亮12個LED燈泡的電能。這意味著未來的可穿戴技術或智能服裝可能都不需要任何電池。

這種電池的工作原理是什么呢？一個由50納米薄的金膜制成的電極用于收集電流。在這層金膜上，是一層由上千個極小柱狀體組成的硅膠，以使皮膚接觸的表面積更大，產生更大摩擦力。因為皮膚是其中一個摩擦層，所以這款電池體積可以很小。

科學家已經對外展示了一款采用了這種電池的可穿戴技術產品。下一款使用它的產品會是什么呢？希望所以產品都可以吧。

Lumopack是一款可以快充的充電寶，它在6分鐘內就可將iPhone6充滿。

由LyteSystems研發的Lumopack的充電速率是140W，是一般充電寶的兩倍，只需30分鐘就可充滿電。

而且，現在你就能買到Lumopack，售價80美元（約合人民幣540元）。

像紙一樣可折疊但很堅固的電池

這款JenaxJ.Flex電池專為可彎曲設備設計。這款電池可以像紙一樣折疊，而且防水，也就是說它適用于衣服和可穿戴設備。

這款電池已經成功制出，且經過安全測試，即使折疊20萬次也能正常工作。

uBeam無線充電

uBeam利用超聲波傳遞電能，能量在傳送中被轉換為聲波，在到達設備時又轉換回能量。

uBeam的點子是一位25歲的天體生物學專業學生MeredithPerry在無意中發現的。她創辦了一家公司，將通過5mm厚的板子向設備無線充電。這些充電設備可以鑲在墻面上，或制成裝飾品，用于向手機和筆記本電腦傳遞能量。

水珠動力電池

這款電池仍處于早期開發階段，但麻省理工學院的科學家們已經發現了一種方法，可以從水珠中提取能量。

這款電池利用交錯的平面金屬板，從水珠中獲取能量。在初期測試中，僅能收集極小的能量，只有15個皮瓦特。但團隊領隊NenadMilijkovic稱，情況很快得到改善，現在可以收集1微瓦特的電能了。

雖然這么少的能量不能當做充電器使用，但在極偏遠的地區，沒有其它能量來源，又不著急充電的話，可以利用這款電池的原理。理論上，這樣一個冷藏盒蓋子大小的電池，可以在12小時內將手機充滿。

30秒完成充電的StoreDot

StoreDot充電器由StoreDot公司研發，這是一家從以色列特拉維夫大學納米技術部誕生的初創公司。

StoreDot由生物半導體制成，這一半導體由自然界一種名為縮氨酸的有機化合物組成。縮氨酸即氨基酸的短鏈，而氨基酸是組成蛋白質的基本單位。這樣制成的充電器可以在幾秒內完成充電。StoreDot售價20美元（約合人民幣135元）。

這家公司還計劃推出一款可以在3分鐘內充滿電動汽車的充電器。

透明的太陽能充電器

阿卡爾特通訊公司演示了一款屏幕上帶透明太陽能板的手機，這樣用戶只需將手機放在陽光下就能充電了。

雖然這一設計近期可能不會商業化，但公司希望這項技術可以解決手機總是電量不足的問題。這種手機和普通太陽能板一樣，在日光和燈光下都可以充電。

鋁空氣電池充電一次可跑1770公里

汽車充電一次竟能跑1770公里？秘訣就在它使用的鋁空氣電池，這款電池用空氣中的氧氣充正極。因此這種電池比液體填充的鋰離子電池輕得多，能讓汽車跑得更遠。

尿動力電池

蓋茨夫婦基金會正在資助一項由布里斯托機器人實驗室展開的研究，這項研究發現電池可以通過尿液供能。這樣充電顯然十分高效，但它的工作原理是什么呢？

它利用微生物燃料電池，用微生物提取尿液、分解尿液、輸出電能。

聲動力電池

英國研究人員發明了一款手機，可以通過環境音充電。

這款手機利用壓電效應，產生納米發生器，收集環境中的噪音，并將之轉換為電流。

這一原理同樣適用于人聲，也就是說愛煲電話粥的人，可以在聊天的同時給手機充電。

20倍充電速度Ryden雙碳電池

PowerJapanPlus公司已經發布了他們的新電池技術：Ryden雙碳。這款電池不僅比鋰電池更耐用、充電更快，它還能在鋰電池制造廠生產。

這款電池使用的是碳材料，比現有電池更耐用、更環保，而且比鋰離子電池充電速度快20倍。這款電池還比鋰電池更耐用，可以充電3000次，而且不容易著火或爆炸，使用更安全。

有機電池省錢97%

近期麻省理工學院發明了一種有機電池，這種電池充電時，每千瓦時僅需27美元，而金屬電池每千瓦時需700美元，也就是說它比普通電池便宜97%。

沙電池電池壽命延長3倍

這款使用了沙子的鋰離子電池，比現有普通電池表現要好3倍。

這款電池和你手機中的電池一樣，都是鋰離子電池，但是它用沙子替代了陽極的石墨。也就是說，這款電池不只比普通電池表現好3倍，它的成本還更低，而且無毒環保。

加州大學河濱分校的科學家本已經注意到了納米硅，但這種元素衰退太快，幾乎不可能大量生產。但通過沙子，這種元素可以提純，用鹽和鎂研磨，之后加熱去除氧氣，得到純硅。這一過程可以讓電池表現更好、壽命更長。

鈉離子電池

日本科學家正在研發一種新型電池，不再使用鋰離子。這種新電池將使用鈉，這種元素要比鋰常見得多，因而這種電池將是普通電池效率的7倍。

研究人員對鈉離子電池的研究，始于他們對比鋰更便宜的替代品的探索。由于鹽是地球上第6常見的物質，因此這種電池的成本很低。在未來五到十年，這款電池可能面世，并用于智能手機、汽車等產品。

Upp氫燃料電池充電寶

Upp氫燃料電池充電寶現已上市。這款產品利用氫充電，十分環保。

一個氫燃料電池可以5次充滿手機，唯一的副產品是水蒸氣。其配置的USBA類插口，意味著它可以給大部分USB設備充電。

NTU快充電池

南洋理工大學（NTU）的科學家們研發了一款電池，可以在2分鐘內快充至70%，并且其壽命是一般鋰電池的10倍。

NTU電池可以充電1萬次，適用于電動汽車。

納米電池

納米電池比人頭發小8萬倍，充電12分鐘即可獲得普通電池的三倍電量，并可使用上千次。

納米電池的靈感來源于“納米孔”，“納米孔”就像許多小電池通過蜂巢狀結構組成一塊完整的電池。

美國馬里蘭大學的科學家們發表了這項研究，研究人員稱他們自己都沒想到這種電池有這么好。據分析，這款電池的極佳表現要歸功于電量傳輸的短距離，極大地提高了電池的能效。

內置滅火器的電池

我們都知道，鋰離子電池容易過熱、著火甚至爆炸，三星GalaxyNote7中的電池就是一個很好的反面教材。斯坦福大學的研究人員便想到，在鋰離子電池中內置滅火器。

這種電池里有一種名為磷酸三苯酯的材料，是一種常見的電子產品阻燃劑，這種材料放到塑料纖維中，用于分離正極和負極。如果電池溫度超過150攝氏度，塑料纖維就會融化并釋放出磷酸三苯酯。研究表明，這種方法可以在0.4秒內阻止電池著火。

不會爆炸的電池

鋰離子電池在正極和負極層之間，有一層揮發性液體電解質多孔材料。來自馬薩諸塞州塔夫茨大學的研究人員MikeZimmerman研發出一種電池，可以在安全狀態下，將鋰電池容量擴充兩倍。

Zimmerman的電池非常薄，比兩張信用卡還薄一點，用一層屬性相似的塑料膜替換電解液。這種電池不會被刺穿、切碎，也不易燃。雖然這款產品還不夠成熟，一時半會不能上市，但至少它讓人們知道還有一種更安全的電池選擇。

液體流動電池

哈佛大學的科學家研發了一款電池，可以將能量儲存在溶于中性pH值液體的有機分子中。研究人員稱，這種新方法可以使液體流動電池比普通鋰離子電池更加耐用。

這種電池應該不會出現在手機或類似設備中，因為液體流動電池的溶液是儲存在大容器中的，這個容器越大越好。這可能是儲存如風能、太陽能一類的可再生能源的好方法。

不過IBM和蘇黎世聯邦理工學院不這樣認為，他們研發了一種很小的液體流動電池，可以放在移動設備中。這種新電池不只能為設備充電，同時還能給設備降溫。這兩家機構發現了兩種可以使用的液體，每平方厘米可產能1.4瓦特，其中1瓦特將留下為電池本身供能。

Zap&Go碳離子電池

牛津大學旗下公司Zap&Go研發并生產了世界首款可供消費者使用的碳離子電池。碳離子電池可以快速充電，同時還可回收利用。

公司研發了一款可以在5分鐘內充滿電的移動電源，這款移動電源可在2小時內充滿一部智能手機。

鋅空氣電池

悉尼大學的科學家認為，他們已經發現了制造鋅空氣電池的方法，這種方法比現有方法的成本都低得多。鋅空氣電池相較鋰離子電池最大的優點是，鋅空氣電池不會著火，但它的成本很高。

悉尼大學則想辦法降低成本制造了一塊鋅空氣電池，既便宜、又安全。

智能服裝

薩里大學的研究人員正在研究如何用衣服充電。這種電池叫做摩擦電納米發電機（TENGs），能將動作轉換為電能。之后，儲存的電能可以用來給手機、智能手環等設備充電。

這項技術也不一定非得用在服裝上，它還可以和步道結合，當人們在步道上走路時，它可以儲存電能給路燈充電，或者可以將電能儲存到輪胎里，給汽車充電。

可伸展電池

加州大學的工程師研發了一款可伸展的生物燃料電池，可以將汗液轉換為電能。據稱，從汗液中存儲的電能可以點亮LED燈、使用藍牙收音機，有朝一日將還可以為智能手表、運動手環等可穿戴設備充電。