北京貝塔伏特新能科技有限公司近日宣布，已成功研發(fā)出微型原子能電池BV100，該產(chǎn)品具備50年穩(wěn)定自發(fā)電能力且免維護(hù)，已處于中試階段，即將投入市場(chǎng)應(yīng)用于航空航天、人工智能設(shè)備、醫(yī)療器械、微機(jī)電系統(tǒng)、高級(jí)傳感器、小型無(wú)人機(jī)及微型機(jī)器人等多場(chǎng)景電源需求。據(jù)稱，該原子能電池采用鎳63核同位素衰變技術(shù)及中國(guó)首個(gè)金剛石半導(dǎo)體模塊，成功實(shí)現(xiàn)微型化、模塊化和低成本，推動(dòng)了民用化進(jìn)程。這意味著中國(guó)在原子能電池和第四代金剛石半導(dǎo)體兩大高科技領(lǐng)域取得了突破性的創(chuàng)新，超越歐美科研機(jī)構(gòu)及企業(yè)。

原子能電池亦被稱為核電池，是利用放射性同位素衰變釋出的能量，經(jīng)半導(dǎo)體轉(zhuǎn)換器再轉(zhuǎn)換為電能。傳統(tǒng)只有航空航天領(lǐng)域應(yīng)用的溫差核電池，體型較大且價(jià)格昂貴；目前研發(fā)小型化的核電池成為全球焦點(diǎn)，中國(guó)《十四五規(guī)劃和2035年愿景目標(biāo)》也明確提出推進(jìn)核技術(shù)民用化及核同位素的多元發(fā)展。

貝塔伏特公司指出，其研發(fā)的微型原子能電池采用全新的技術(shù)路徑，吸收放射源鎳-63發(fā)射的β粒子（電子）進(jìn)行半導(dǎo)體躍遷以生成電流。為此，貝塔伏特的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種特殊的單晶金剛石半導(dǎo)體，厚度僅為10微米，將2微米厚的鎳-63薄片置于兩塊金剛石半導(dǎo)體轉(zhuǎn)換器之間，將放射源的衰變能量轉(zhuǎn)為電流，構(gòu)建成獨(dú)立的單元。這種模塊化的設(shè)計(jì)使原子能電池能夠?qū)崿F(xiàn)幾十乃至幾百個(gè)獨(dú)立單元的串并聯(lián)，從而制造成不同規(guī)格和電量的電池產(chǎn)品。相較于傳統(tǒng)三元鋰電池，BV100原子能電池能源密度高達(dá)10倍，單位質(zhì)量電池儲(chǔ)能達(dá)3300mWh。

作為貝塔伏特的首發(fā)產(chǎn)品，BV100核電池電力輸出為100微瓦，電壓3V，體積僅為15 X 15 X 5立方毫米。每日電能產(chǎn)出約8.64焦耳，每年約3153焦耳。多塊此類蓄電池可串并聯(lián)使用。預(yù)計(jì)公司將于2025年推出功率達(dá)1瓦的BVM系列電池。隨著政策放開(kāi)，原子能電池有望為手機(jī)提供永久動(dòng)力，將現(xiàn)有的飛行時(shí)長(zhǎng)僅為15分鐘的無(wú)人機(jī)提升至更久。

對(duì)于原子能電池的安全性，貝塔伏特公司承諾，產(chǎn)品在針刺和槍擊條件下均無(wú)法引起火災(zāi)及爆炸，且由于具備自發(fā)電能力，無(wú)需考慮電化學(xué)電池的循環(huán)次數(shù)（2000次充放電）。此外，原子能電池產(chǎn)生的電力穩(wěn)定且不受環(huán)境溫度及負(fù)荷影響，可在零上120℃及零下-60℃運(yùn)行。電池壽命結(jié)束后，放射源鎳63將轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)放射性的銅同位素，對(duì)環(huán)境無(wú)任何潛在危害。

貝塔伏特公司表示，該公司原子能電池技術(shù)已經(jīng)在北京注冊(cè)專利，并將開(kāi)始注冊(cè)全球PCT專利。目前公司已經(jīng)與中國(guó)專業(yè)核研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)進(jìn)行溝通，計(jì)劃繼續(xù)研究采用鍶90、钷147和氘等同位素，研制更高功率、使用壽命2年-30年原子能電池。