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法學只需30秒即可充電的新型智慧手機電池
智慧手機就像現代通訊的氧氣一樣。很難想象沒有智慧手機的21世紀。然而，有一件事並沒有跟上智慧手機使用率的增長，那就是智慧手機電池。
我們都知道，為智慧手機電池充電是一個笨拙且費時的過程。對於經常外出的使用者來說，為智慧手機電池充電是一件令人頭疼的事情。然而，感謝一項名為量子點的新的技術，一家名為StoreDot的以色列公司製造了一種新型智慧手機電池，可以在短短30秒內充滿電。
我們將瞭解普通電池的放電和充電過程是如何發生的，然後討論量子點是如何徹底改變這一過程的。
電池放電和充電過程
如今有兩種基本的化學儲能電池型別。它們是：可充電電池（二次電池）和不可充電電池（一次電池）。這兩種電池儲存能量或放電的過程是相似的。使它們不同的因素是所涉及的化學過程是否允許逆轉過程。
所有電化學電池中都有兩個電極，它們之間有一定的距離。一種導電液體填充了這個間隙。其中一個電極（陽極）允許電子流出。另一個——稱為陰極——接收它們。電能儲存在用於構建陽極、陰極和電解質（例如鋅、銅和SO4）的化合物中。
陽極和陰極的總作用是放電。陽極發生氧化反應，在放電過程中，電解質中的兩個或多個離子與陽極結合形成化合物，在這個過程中釋放一個或多個電子。另一方面，陰極發生還原反應，其中離子與自由電子結合形成化合物。簡單來說，陽極的化學反應使電子釋放出來，陰極接收它們。
當我們連線陽極和陰極時，在陽極釋放的電子透過外部電連線，並且在陰極發生化學反應使電池工作。電池繼續放電，直到任何一個或兩個電極的化學反應試劑不足。
一旦發生這種情況，二次電池開始反轉整個化學過程。現在，外部直流電源將電子提供給陽極並從陰極收集電子，從而為電池充電。在智慧手機電池中，這個充電過程大約需要幾個小時，這是一個相當長的時間。
StoreDot的量子點電池
量子點的大小約為單個HIV病毒的五六十倍。這些點實際上是具有某些化學和物理特性（例如光學特性或在應力下產生電荷的能力）的肽。只有兩個肽彼此連線，它們的晶體結構有助於它們的穩定性和保持電荷的能力，這種能力可以持續數千次充放電迴圈。
StoreDot製造的電池使用量子點奈米晶體溶液來代替一般的離子液體電解質來產生電子。所得電池的功率大約提高了五倍。
StoreDot製造的新電池可以使充電過程僅需幾秒鐘。這家以色列公司生產所謂的奈米點，由於其尺寸小，提高了電極的電容和電解質的功能。最終導致電池在幾秒鐘內充滿電，而不是幾個小時。
StoreDot執行長Doron Myersdorf表示：“從本質上講，我們已經開發出使用新材料的新一代電極——我們稱之為MFE——多功能電極。“它的一面像超級電容（充電非常快），另一面像鋰電極（放電緩慢）。電解質用我們的奈米點進行改性，以提高多功能電極的效率。”
與其他基於重金屬的奈米點生產商不同，這些生產商的奈米點是有毒的，StoreDot的奈米點是由環保的生物有機原料製成的。除了無毒外，這些材料也自然豐富。奈米點還採用基本的生物自組裝機制，使其生產成本低廉。
基於奈米點的電池的自放電特性與鋰離子電池相似。StoreDot的第一個原型目標是智慧手機電池的近似容量（約2000毫安時）。因此，這種新型電池的可能性是無限的。
充滿電的未來
該電池是一個原型，它仍然相當大且笨重——尺寸與筆記型電腦充電器相匹配。然而，StoreDot計劃重新設計其尺寸，並在2016年開始大規模生產該裝置。
Myersdorf表示，該技術也可用於電動汽車，這需要對電極進行一些修改，使其產生更高的電流（這可能需要並聯配置大量電池）。
無論目前的原型有什麼缺陷，我們都可以肯定地相信，智慧手機將在不久的將來獲得提升。StoreDot清潔且具有啟發性的技術已經開啟了智慧手機使用的新時代，並且隨著時間的推移，它只會變得更好。
該公司已經為三星Galaxy S4製造了原型，但表示很快將開始為其他品牌生產基於奈米點的電池。這意味著我們可以插入電源，等待大約一分鐘，然後再次開始使用智慧手機。這就像在馬拉松比賽中喝一杯葡萄糖水然後再次開始跑步一樣。
當然，要使電池完全有用和功能完善，還需要做一些工作，但原型已經清楚地表明，我們正朝著一個新的智慧手機時代邁進，在這個時代，充電只需幾秒鐘。這對每個人來說都是個好訊息。
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