手机一辈子不充电? 中国造硬币大小核电池, 长续航防枪击, 真能普及?

游戏天地 2025年08月07日 05:14 2 admin

充电宝没有标识不让上飞机，那如果我掏出一块核电池呢？

下一代手机很可能装的就是这种一辈子不用充电的核电池。核电池到底是怎么工作的？它会如何改变我们的生活？最关键的是它真的安全吗？

你以为核电池是黑科技？

其实早在上世纪60年代，它就藏在阿波罗飞船里了。当时的核电池像冰箱那么大，如今中国将其缩小至硬币大小。早期的核电池名为放射性同位素温差发电机，简称RTG，依靠钚-238这类核燃料自身发热，再通过热电材料将热量转化为电能。其优势是续航超长——好奇号火星车已靠它运行14年，旅行者号更久，1977年发射至今仍未断电。

但缺点也很明显：体积大、价格贵，单台成本超1亿美元，关键是效率低，基本仅用于航天、军事等不差钱、不怕重的领域。

上世纪90年代，第二代核电池——β伏特电池诞生，其原理是利用β粒子（即电子）直接射入半导体，类似太阳能电池，将粒子能量转化为电流，相当于用核衰变产生的电子替代太阳能。但早期放射源效率低，半导体易受辐射损伤，寿命与功率均不理想。不过近年来新材料层出不穷，石墨烯、氮化镓等令人振奋，更吸睛的是——将金刚石用作半导体的思路。

金刚石硬度高、耐辐射、带隙宽，理论上能将更多粒子能量用于激发电子空穴对，损耗更少、更耐久。于是，轻量化核电池的曙光终于显现，其中最受关注的是一家中国公司——贝塔福特。2024年，贝塔福特推出全球首款量产型微型核电池，代号BV100。其尺寸比一角硬币更小，却能稳定发电50年，无需充电与维护。

它凭什么这么强？关键在于两点：

第一，燃料选择巧妙。其使用的放射源为镍-63，这种材料半衰期超100年，衰变时仅释放电子，无危险的伽马射线，辐射仅需用纸即可阻挡。更妙的是，50年后其衰变生成的铜-63完全无放射性，环保无污染。

第二是转换技术突破。贝塔福特自主研发了第四代金刚石半导体，将2微米厚的镍-63薄片夹在两层10微米厚的金刚石半导体之间，电子撞击金刚石瞬间激发电流。该金刚石不仅抗辐射，还能在-60℃至120℃的极端环境下正常使用，且通过钢铁针刺、枪击测试，彻底告别传统电池的起火爆炸风险。

当然，目前其功率仅100微瓦，仅能支撑蓝牙芯片或LED灯，确实不够用。不过好在其采用模块化设计，可通过几十甚至上百个单元串并联提升功率。贝塔福特计划年内将功率提升至1瓦，这已接近手机锂电池功率。若真能普及，手机将实现一辈子不用充电。更别说边远地区、井下监测、海底设备、太空探测，甚至医疗领域都将获得超长寿命供电——智能手表、健康传感器、心脏起搏器、助听器等设备安装后可数十年无需更换电池。

无人机若搭载核电池，理论上可连续飞行数百小时，对搜救、物流等领域大有帮助。如此一来，也不用天天背充电宝了。

但专家指出，将100微瓦单元堆叠至数瓦水平，难度与成本均极高。尤其是成本。其放射源镍-63通过核反应堆辐照普通镍生成——镍-64经β衰变转化而来。整个过程需高纯度同位素分离、长时间辐照及复杂化学提纯，技术门槛与能耗极高，因此每克价格高达数十万美元，远超黄金，短期内仅适用于不差钱的场景。