
【电】 ultrasonic storage cell
【电】 hyper sonic; ultrasonic
lay aside; store
battery; cell; pile
【化】 cell; electric cell; electric cells; element; galvanic element
【医】 battery; battery cells; electric battery
超声纳贮电池(Ultrasonic Nano-storage Battery)是一种基于压电效应与纳米材料储能技术相结合的新型微型能源装置。以下从术语构成与技术原理两方面进行解释:
超声 (Ultrasonic)
指利用高频声波(>20 kHz)激发压电材料产生电能的能量收集技术,英文对应"Ultrasonic Energy Harvesting"。其核心是通过压电换能器将机械振动能转化为电能。
纳贮 (Nano-storage)
"纳"指纳米级材料(如多孔纳米碳、金属有机框架MOFs),"贮"表示储能。英文术语"Nano-storage"强调利用纳米材料的高比表面积特性提升电荷存储密度。
电池 (Battery)
此处指广义的储能单元,实际为"混合系统"(Hybrid System),兼具能量收集(超声)与存储(纳贮)功能,区别于传统化学电池。
超声纳贮电池的工作原理分为两阶段:
压电材料(如锆钛酸铅PZT)在环境超声振动下发生形变,产生交流电,经整流电路转为直流电。
电能注入纳米结构电极(如石墨烯气凝胶),通过双电层效应(EDLC)或赝电容效应高效存储电荷。纳米孔隙(1-100 nm)可提供高达1500 m²/g的比表面积,显著提升储能密度。
利用人体内超声驱动,为心脏起搏器、神经刺激器等供能,避免手术更换电池风险(来源:Nature子刊Bioengineering技术综述)。
在机械振动环境中自供电,适用于工厂设备状态监测(来源:IEEE Transactions on Industrial Electronics案例研究)。
特性 | 传统电池 | 超声纳贮电池 |
---|---|---|
能量来源 | 化学能 | 环境机械振动能 |
寿命 | 有限(需更换) | 理论无限(自供能) |
功率密度 | 高 | 中等(μW-mW级) |
环保性 | 含重金属 | 无污染材料 |
数据来源:Advanced Energy Materials 关于微型能源系统的性能对比研究
该技术仍处于实验室开发阶段,核心挑战在于提升能量转换效率(目前<15%)及系统集成度,但被视为未来微型电子设备的理想供能方案。
“超声纳贮电池”是一个结合了超声波技术与蓄电池功能的复合术语,其核心含义可通过以下层面解析:
根据专利描述,这类电池在传统蓄电池(如铅酸电池)基础上增加了超声波换能器和传感器系统。其核心作用包括:
需注意“超声纳”可能存在术语翻译或拼写误差,实际应用中更常见表述为“超声波蓄电池”或“超声辅助蓄电池”。其技术目前多见于实验室或专利阶段,尚未大规模商业化。
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