鉅大LARGE | 點擊量：318次 | 2024年08月15日
電池技術續航偏弱 無線充電能否緩解“低電量焦慮”？
日前，在俄羅斯彼爾姆城，一個叫小P的機器人竟然自作主張“逃出”實驗室。最終，因為電池耗光而停留在街道中間，一度造成小范圍的交通堵塞。
有關機器人來說，缺電會讓其無法正常運行。而有關不少患上手機依賴癥的人而言，“電池電量低”則會讓心情變得焦躁煩悶。人們將這種現象統稱為“低電量焦慮癥”。
為緩解這一“現代病”，科學家嘗試引入無線充電技術。這到底是個怎么樣的技術？它能否推廣應用，真正緩解“低電量焦慮”呢？
傳統電池技術續航偏弱
“再窮也要有WiFi，再苦不能沒電量。”網絡上流傳的這則“新版馬斯洛需求”，用戲謔的方法清晰地傳遞出這樣一個信號：“低電量焦慮”已經影響到不少人的基本生活狀態。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
據報道，LG公司對超過2000名手機用戶進行調查。結果發現，90%的人對手機電量的流失十分擔憂；60%的被訪者曾經歷過因手機沒電而無法與家人、朋友、同事等取得聯系；41%的被訪者因手機沒電而感到恐慌。
電池技術續航偏弱無線充電能否緩解“低電量焦慮”？
近年來，智能手機的核心性能成倍上升，但受制于現有的鋰離子電池技術和機身空間，續航偏弱成為一個無法逾越的行業障礙。為了解決這個問題，各大手機廠商絞盡腦汁，目前普遍的做法是應用快充技術。而有關消費者來說，隨身攜帶移動電源是應急充電的重要方式。
不過，科學家們相信，隨著無線充電技術的發展，消費者將可以隨時隨地充電，且能夠擺脫插座、線纜的束縛。例如，我們在咖啡廳、辦公室和家里，只需將手機安放在感應區域就可以直接充電；抑或走進公交車、地鐵站乃至電影院里，就相當于走進了電磁場，隨身攜帶的電器可以隨意“補充能量”……
美國Energous公司正在將這個設想變為現實。這家公司的研究人員使用射頻電波為4.5米內的設備，供應了點對點無線電力輸送。其中，發送器放置在房間內的高處或角落，當連有接收器的設備進入發送范圍時就會聚集射頻電波為設備充電。接收器通過WiFi和低功耗藍牙定位設備位置，與發送器連接。
實驗證明，這樣一個發送器可以在4.5米距離內，同時為4個待充設備供應2瓦特功率的電力傳輸，而耗時僅為傳統接線充電的一半。
磁共振催生“隔空充電”
2014年，美國高通公司展示一款汽車無線充電系統。這個系統采用充電箱來驅動地面上的無線充電墊，在汽車開上來后開始電力傳輸。
實驗表明，與充電樁等傳統方式相比，電動汽車的無線充電可以解決火花、積塵、接觸損耗及機械磨損等一系列問題，同時可以實現停車位自動充電和移動供電。由此，將降低對電池容量的要求，增強電動汽車續航能力。
無線充電技術不僅在消費電子領域有巨大需求，同時在新能源汽車產業中也有著良好的應用前景。那么，它到底是基于何種原理呢？
早在100多年前，科學家就發現電力可以轉化為電磁波在空氣中傳播。當時有科學家制作了兩個銅線圈，讓其中一個連接電源，負責發出能量；另一個連接燈泡，負責接收能量，兩個線圈中間沒有任何電線連接。由于這兩個線圈擁有相同的電磁振動頻率，電能最終成功地在兩個線圈之間進行傳輸。
所謂無線充電技術，就是利用磁共振、電磁感應等原理，實現電能在充電發射器與電子設備之間的傳輸。根據供電距離的不同，它可以分為短程、中程和遠程傳輸三大類：
短程傳輸通常依靠電磁感應來實現。電磁感應電力傳輸重要以磁場為媒介，通過初級和次級線圈感應出現電流，可以隔著很多非金屬材料進行傳輸，一般適用于小型便攜式電子設備供電。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現，其傳輸距離能達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支持。
遠程傳輸重要利用微波或激光技術。微波傳輸是將電能轉化為微波，讓微波經自由空間傳送到目標位置，再轉化成直流電能，供應給負載。激光電能傳輸則是利用激光方向性強、可以攜帶大量能量的優勢，實現較遠距離的輸電。
傳輸距離和輻射限制應用
通常，科技公司提到的無線充電技術，指的是可以將手機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，可以進行電能轉換。不過，很多人質疑，這和數據線充電有什么本質差別嗎？
真正的無線充電技術，類似于“隔空充電”，像WiFi信號相同，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，能自動識別負載是否完成充電，比不能識別是否充電完成的傳統充電器更加環保，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的推廣應用。無線電波的彌散、吸收與衰減，被認為是無線充電的難點。電磁波在自由空間傳輸能量的過程中，會向四方散發、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，使用無線充電的產品工作頻率設定的范圍是50赫茲至60赫茲，理論上電磁輻射與普通小家電相當。但檢測發現，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，出現輻射的不僅僅是無線充電器，電腦、手機、WiFi、電視、微波爐等同樣有輻射，因而存在一個疊加輻射的問題。因此，應當在提高無線充電傳輸能力的同時，降低電磁輻射水平，將其下降到一個安全許可的范圍內。這或許是無線充電技術發展應用的一大瓶頸。
對汽車無線充電系統的檢測還顯示，磁感應傳輸電能會出現輕微輻射。在人體各器官中，心肺受到的影響較為明顯，需作為重點防護對象。不過，由于車身的屏蔽用途以及電磁參數隨距離的急劇衰減，車外的電磁安全指標明顯優于車內。因此，就個體而言，最好不要置于無線充電的中心場域。記者夏斌
◇鏈接◇
腦洞大開的無線充電方法
WiFi充電美國華盛頓大學正在開發“WiFi電力系統”。這個技術可以通過WiFi信號為8.5米內的設備充電。傳感器接收射頻信號中的電能，并將其轉化為直流電。
呼吸供電巴西一名設計師設計了一款用呼吸為手機充電的新型裝置——AIRE面罩，里面裝有一個小型的風力渦輪機，能夠把呼吸出現的風能轉化成電能。
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8毫瓦的電量，足夠讓心臟起搏器運行起來了；摩擦25平方厘米的材料足以點亮600盞LED燈。
聲音供電整個裝置就像“三明治”，特定化合物把氧化鋅納米管線夾在中間。當外界聲音傳至表面時，聲波震動會導致氧化鋅納米管線壓縮和伸展，從而出現微量的電壓。目前，這種裝置能將100分貝左右的音量轉換成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。最引人關注的是支持無線充電的臺燈、書桌、床頭柜和落地燈等。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。
