傳統(tǒng)電池也就是蓄電池，其工作原理簡單來說就是電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲(chǔ)存，再將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能使用。根據(jù)種類細(xì)分有很多，目前在新能源汽車領(lǐng)域主要使用的三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池，具有多次充電循環(huán)使用的特點(diǎn)。
傳統(tǒng)電池主要受到正極材料的物理性質(zhì)影響，三元鋰電池能量密度達(dá)到180-220Wh/kg，磷酸鐵鋰電池能量密度徘徊在140-160Wh/kg左右，這也就制約了新能源汽車的續(xù)航。
另外傳統(tǒng)鋰電池的短板也比較明顯，其一，不論三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池都會(huì)受到溫度影響，在極寒和極熱的季節(jié)都會(huì)有一定程度衰減;其二、鋰電池的使用壽命會(huì)隨著電池充放電的次數(shù)提高而衰減，使用越久電池續(xù)航衰減越多。對于這些影響，技術(shù)不能改變，只能減少影響的程度。
核電池反應(yīng)原理
核能源，早已不是新鮮事，我們所知道的例如太陽的能量釋放、氫彈都是核聚變反應(yīng)，原子彈與核電站都是核裂變反應(yīng)。而核電池初聽感覺就像是一座小型的核電站，但其實(shí)反應(yīng)原理與以上完全不同，而是核衰變。
核能電池，又叫同位素電池或者原子電池，是一種利用放射性同位素衰變放出載能粒子，并將其能量轉(zhuǎn)換為電能的裝置，也被叫做“放射性同位素溫差發(fā)電機(jī)”。核電池使用壽命長，不需要充電，被認(rèn)為是電池的終結(jié)形式。
目前最常用的是钚-238，它在衰變過程中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)α粒子，α粒子受阻減慢時(shí)，就會(huì)放出熱量。接下來利用熱電效應(yīng)，使熱能在流動(dòng)過程中與第二次反應(yīng)產(chǎn)生溫度差形成溫差電堆，就可以把釋放出的熱量轉(zhuǎn)換為源源不斷的電能。
生 活中，我們常常被蓄電池的電量不足弄的相當(dāng)尷尬。 在這時(shí)候，經(jīng)常會(huì)感慨如果電池能一次用上百年是多么令人省心和愉快啊。
其實(shí)，我們?nèi)祟愓娴挠羞@種終極形態(tài)的電池-核電池。并且在60年代就獲得了長足的發(fā)展，在航天，醫(yī)學(xué)，軍事上的應(yīng)用非常廣泛。
獲取核能有三種形式：核裂變，核聚變，核衰變。原子彈是裂變，氫彈是聚變。原子通過分裂或聚合的反應(yīng)方式釋放能量，都是驚天動(dòng)地，山崩地裂。
而核衰變，是放射性原子持續(xù)向外自發(fā)釋放能量的過程。過程溫和，功率相對于核反應(yīng)，忽略不計(jì)。目前人類使用的核電池即是核衰變電池。也是初代核電池。
未來科技發(fā)展，二代核電池也將和電影“終極者”T800引爆的核電池，“鋼鐵俠”胸口的核聚變電池一樣，成為一個(gè)微型核反應(yīng)堆，為使用者提供著巨大而源源不絕的能量。
放射性同位素在衰變過程中，會(huì)持續(xù)不斷的放出具有熱能的射線。利用半導(dǎo)體換能器將熱能轉(zhuǎn)換為電能的裝置即為核電池。以原子自然衰變釋放的能量為動(dòng)力。
一般核電池外觀與普通化學(xué)電池相近，為圓柱形。在圓柱的中心密封有放射性同位素源，外面包裹著半導(dǎo)體換能器。換能器的外層為防輻射屏蔽層，最外層是金屬筒形的外殼。
核電池按放射性元素的不同可分為高電壓型和低電壓型。高電壓型應(yīng)用在航天與軍事用途上。低電壓型體積可以制造的很小，通常在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用。
美國近年研發(fā)的微型核電池，大小可以控制在一元硬幣大小。但是電力是普通化學(xué)電池的100萬倍。這類電池的研制成功，對微型機(jī)器人，微型機(jī)電系統(tǒng)和系統(tǒng)集成化，多功能化有著極其廣闊的應(yīng)用前景。
隨著現(xiàn)代社會(huì)能源需求的不斷增長，傳統(tǒng)能源正在逐漸變得極其短缺。在這種情況下，核能成為了一種備受人們重視的替代能源。然而，由于電池生命周期有限的限制，以及核廢料處理等問題，核能發(fā)展一直受到人們的質(zhì)疑和擔(dān)憂。然而，隨著科技的不斷進(jìn)步，一種新型的能源形式正在嶄露頭角——核電池。
核電池是利用放射性同位素的衰變能和反應(yīng)能生成電能的設(shè)備。它是一種綠色能源，因?yàn)樗尫诺妮椛渑c太陽輻射所釋放的輻射相當(dāng)。核電池具有極長的壽命，可以達(dá)到幾千年，甚至更長。它還具有高能量密度和穩(wěn)定性，可以在極端環(huán)境下使用。在未來，核電池可以被廣泛應(yīng)用于太空探索、機(jī)器人技術(shù)、醫(yī)學(xué)設(shè)備和海洋勘探等領(lǐng)域。
然而，核電池的制作需要耗費(fèi)大量的費(fèi)用和技術(shù)。
首先，在制造工廠中需要使用重水、鈾-238和鉛等大量的放射性物質(zhì)。因此，在制造和使用核電池的過程中需要特殊的安全措施。同時(shí)，核電池所產(chǎn)生的廢料需要得到安全的處置，以避免對環(huán)境和人類造成傷害。
盡管核電池具有很多潛力，但由于需求量較小，其發(fā)展受到了一定的限制。目前，它仍處于實(shí)驗(yàn)階段，但質(zhì)量和壽命在不斷提高。未來，科學(xué)家們可以利用核電池的高穩(wěn)定性和高能源密度來創(chuàng)造更加強(qiáng)大的、可持續(xù)的綠色能源。
終極核能時(shí)代正在到來
核電池的潛力近在眼前，隨著對其的研究不斷深入，我們將在未來的生產(chǎn)和生活中看到更多的應(yīng)用。但同時(shí)，我們需要為其制造和使用過程中的安全問題做好預(yù)防措施，以確保人類和環(huán)境的健康和安全
下載文檔
