【Wired 硬塞】火來水去都不怕,科學家開發出近乎無敵的鋰離子電池

被切割、扭曲、浸水、槍擊、著火都一樣可以正常供電!
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原文來自 Wired《Scientists Made a Nearly Invincible Lithium-Ion Battery》,作者 Daniel Oberhaus。 台灣康泰納仕集團授權提供。本文由譯者 Cher Chang 翻譯並經 INSIDE 編審。

因為有了鋰離子電池才有我們現今世界。目前市面上充電型的電子產品,如手機、筆電、乃至於電子菸與電動汽車都是由鋰離子電池供電。雖然這種電池小小的儲電量就很高(high energy density),但鋰離子電池並非完美。其原料的有毒易燃物質意味著任何瑕疵都可能導致電子產品爆炸 。

由 約翰霍普金斯大學應用物理實驗室(Johns Hopkins Applied Physics Laboratory,以下簡稱APL)物理學家領軍的研究群深信一定有更安全的電池。因此過去五年來他們埋首研發的新型鋰離子電池似乎做到無堅不摧的程度。雖說早在2017年馬里蘭大學(University of Maryland)的研究員們就已經發表過一款能在被切割、槍擊、扭曲、浸水過都還能持續供電的新型電池。但在 2017年底,約翰霍普金斯的研究團隊更進一步擴增其防火性能,並將電壓提高到了與電動車用等級的水準。(三星去捶心肝吧!

位於新電池核心的電解液是鋰鹽與抗燃抗爆的柔性可塑材料的混合物。圖片由約翰霍普金斯應用物理實驗室提供。

領導該研究的 APL 資深科學家 Gerasopoulos 表示:「創造堅不可摧的電池,秘訣在於分隔電池的正負兩端的電解液。」使用鋰離子電池時,帶電的鋰顆粒會從陽極(負極)到陰極(正極)穿過電解液中的屏障,並在其中發生化學反應並產生能量。

APL 材料科學計畫經理傑夫·馬蘭奇(Jeff Maranchi)說道,大多數鋰離子電解質都是易燃的鋰鹽和有毒液體的混合物,等同於一個個可能導致災難的「未爆彈」。如果分隔陰極與陽極的可滲透屏障破裂,則會造成短路,並產生大量熱能。當這些熱能撞擊到電池中富氧陰極旁邊的高度易燃的材料(如鋰離子電解液)時,你手中的電子設備就燒起來了

以前水性電池因為電解質主要是水,所以既不易燃又無毒。不過,這種 25 年的老科技其實對現代而言不夠用了。APL 小組發現,只要提高鋰鹽的濃度並將電解液與聚合物(一種像塑料般柔軟的材料)混合,它們可能會將電力從 1.2 伏特提高到 4 伏特,相當於電動車用鋰離子電池等級。

當 Gerasopoulos 和他的同事們將陽極和陰極連接到這種類塑料的電解液上時,創造出前所未有的鋰離子電池。它像隱形眼鏡一樣透明可彎折,同時也無毒抗燃。製造時與使用時都不需要外殼。除此之外,它幾乎可以承受任何形式的破壞。

如影片所示,APL 團隊將設備浸入鹽水中、用剪刀剪、用空氣砲模擬彈道射擊、最後還點火燒。每次極端測試中電池供電都沒有間斷,即使用火燒後,只要把焦掉的部分剪掉之後,還能持續供電 100 小時。

Maranchi 說,新型電解水為基底的電池不僅是實驗室作品,更與不願具名的鋰離子電池製造商們研擬量產,預計兩年內這種前所未有的超強電池就能問市。

有趣的是,這種電池具彈性,除了讓穿戴式科技產品如有神助,甚至還能成為衣服纖維一部分。新型電池的超強韌性也很適合支援軍用與科學實驗相關的產品,例如水中自動駕駛器、無人機、以及衛星等。

儘管如此還是有很多技術面的問題要克服,離如這種水性電池能夠承受的連續充電次數。目前一般智慧型手機大概能夠充電超過 1000 次,但 APL 開發的新型電池充電超過 100 次就開始效能降低。 Gerasopoulos 說,或許微調電解液的化學元素應該可以解決這個問題。

會爆炸的3C科技產品,該是說再見的時候了。


拿到 iPhone13 就開摔!DEVILCASE 惡魔防摔手機殼 6 種摔機實測

DEVILCASE 惡魔防摔殼 PRO 不只擁有特殊止滑、按鍵靈敏、永久抗菌、超多圖案等 4 大特色,還有最重要的獨創專利「 Matrix 減震結構」,提供足夠的保護性與支撐性,在手機摔落時可以穩穩包覆,以超越軍規標準的嚴謹態度,用心保護好你最心愛的手機。
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iPhone 13 於今年 9 月正式發佈,相信有許多朋友已經拿到熱騰騰的新機,或是準備用 5 倍券來補貼入手。這次的全新系列 iPhone 13 除了換上最新的 A15 處理器,軟硬體功能全面升級,超強的電影級攝影鏡頭引發熱議外,還有價格再創新記錄,直逼 MacBook Pro 的最頂規 iPhone 13 Pro Max 1TB 版本更是令人驚嘆不已。

但擁有新機的快樂是一時,擔心卻是長久的,畢竟每天握著要價不菲的手機,心理壓力自然也不小,如果一不小心摔到,那維修費用可不是開玩笑的,就讓「DEVILCASE 惡魔防摔殼 PRO」,幫你的新手機真正達到——就。很。Pro。的境界!

不只手機升級,保護殼也要跟著升級

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正面包裝除了清楚標示著抗震設計、特殊止滑、按鍵靈敏、永久抗菌,  DEVILCASE 惡魔防摔殼 PRO 重視的 4 大特色,還有最重要的軍規標準測試標章,認證強度也是超越以往產品。/Photo Credit:TNL Brand Studio
沒有光滑的膠膜、鮮豔的印刷,更不用塑料包殼,全包裝皆由紙材製成,目的是為了減少製程上的碳足跡;更使用 FSC 森林管委會認證紙材,環保大豆油墨印刷,把對環境的影響降到最低。/Photo Credit:TNL Brand Studio
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DEVILCASE 惡魔防摔殼 PRO 本尊現身!各位眼前這款是編輯私心最喜歡的可可色,搭配同色按鍵與鏡頭環的款式,裝在銀色、金色、石墨黑的 iPhone13 都非常對味。但如果你擁有的是最熱門的「天峰藍」呢?

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不用擔心!惡魔防摔殼 PRO 有超多顏色可以選擇,像是太平洋藍、丁香紫、叢林綠都十分適合適合這次新款的 iPhone13 天峰藍。

重視設計細節,才能成就超 Pro 質感

接著換個丁香紫來搭配今天白皙動人的主角。編輯在實際體驗下發現惡魔防摔殼  PRO 相當容易安裝,沒有複雜的兩件式結構,也沒有過硬的邊框,獨創專利的「 Matrix 減震結構」,讓殼邊框呈現剛剛好的韌度,提供足夠的保護性與支撐性,在手機摔落時可以穩穩包覆。

當需要清潔,或是換殼換心情的時候,拆卸手機時不會像許多市售防摔殼一樣,得費盡九牛二虎之力才能拆開,不用擔心手機跟著損壞,追求保護力與實用性間的最佳平衡。

 側邊的「鋁合金按鍵」不只外觀有著光亮的金屬質感,軟 Q 的按壓緩衝回饋感更是理想,直接傳遞原有 iPhone 按鍵的靈敏程度。/Photo Credit:TNL Brand Studio
惡魔防摔殼 PRO 的邊框與背板皆採用特殊的「 Texturing 表面處理」, TPU 材質溫潤紮實手感,有著細膩的磨砂質地,除觸感輕盈外,還增加了防滑效果,也大大提升安全性。/Photo Credit:TNL Brand Studio
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DEVILCASE 為惡魔防摔殼 PRO 選用通過 SGS 檢驗 99.99% 「永久抗菌認證」,可有效抑制細菌孳生之技術;以及不含 BPA(雙酚 A)等 33 項塑化劑的「安全無毒材質」,讓你每天拿在手上,貼在臉上都能夠安心自在。

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另外不得不提一個相當重要的設計細節——「鏡頭防護鋁環」!高厚度的設計是團隊十分重視的元素,藉由突起的鋁環可以避免背面放置時,嬌貴的相機鏡頭與桌面直接碰撞,當手機掉落地面時發揮保護鏡頭的功用,防護更徹底。

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除了以高亮度呈現的平面款鋁合金鏡頭環外,這次設計師更加入了不同的顏色、紋路、風格與造型,有各色階梯款、彩鈦配色、宛若單眼相機鏡頭的單眼款、帶有螺帽的工業風格,甚至還有印著天干地支的東方風格羅盤款。

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8 種素色款式還不夠?搭配多變鏡頭防護鋁環依舊滿足不了你?沒關係!進到全客製化的「試衣間」裡可以從材質開始選起,有抗菌 TPU、光滑鋼化玻璃、溫潤胡桃木 3 種材質,再搭配 8 種外框顏色、多色多款鏡頭防護鋁環,以及超過 2,000 種各式背板彩繪圖案可供選擇,甚至連按鍵組都有 10 種顏色能變換。

數千種搭配組合豐富到令人陷入選擇障礙,徹底展現個人風格就靠這次,誰說滿街 iPhone 都一樣,從此絕對不撞機!

安心認證防護,自在享受心愛 Phone

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介紹這麼多惡魔防摔殼 PRO 成就 Pro 級質感的設計細節,最後的壓軸還是要回歸到產品的本質上,那就是強大的「防摔保護」。

正如前面所提到, DEVILCASE 獨創專利的「 Matrix 減震結構」是關鍵中的關鍵,緊緻排列的方格結構,搭配抗震力優良的 TPU 原料,可大幅度吸收摔落的衝擊力,以達防護的最佳效果。經過多次戶外摔落實測的反覆驗證,其高度與次數都超越以往軍規標準的 2-3 倍,以下就來實驗給大家看。

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從影片中能看麻豆從樓梯中段將手機拋出,清脆又扎實的響聲,一般情況下心都要涼了,但 iPhone 13 在惡魔防摔殼 PRO 的保護下,依舊能正常操作,滑順如常不卡頓,仔細端詳甚至連保護貼邊角磕碰缺痕都沒有。

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這次再把高度繼續往上拉,約莫從 2 樓位置摔落,超大的碰撞聲音,不管麻豆還是編輯,心臟都要停了半秒。不過別擔心,因為惡魔防摔殼 PRO 一點都沒有讓我們失望,撿起手機後可以發現手機仍舊順暢正常,彷彿什麼事都沒發生過。

經過編輯將手機帶回去實際使用兩週,所有功能操作也沒有出現任何後遺症,代表心愛又昂貴的 iPhone 13 既沒外傷也無內傷,真的不負「超越軍規標準測試」之名。但正常的生活情境不如測試般極端,應該不會有人如此刻意從高處摔手機,因此底下的日常防護才是各位真正會遇到的:

工作時手忙腳亂,桌面掃落拍落超常見。/Photo Credit:TNL Brand Studio
走路低頭滑臉書,意外撞落全得怪自己。/Photo Credit:TNL Brand Studio
褲子口袋不夠深,騎車意外噴飛要小心。/Photo Credit:TNL Brand Studio
上下樓梯要注意,手機可能沒有跟上去(或者比你先下去)。/Photo Credit:TNL Brand StudioDEVILCASE

用嚴謹態度打造超越軍規標準的防摔殼,只為了你的失手提供全方位的保障,DEVILCASE 希望能用心保護好你最心愛的手機。