你見(jiàn)過(guò)不用充電，連閃四個(gè)月三萬(wàn)五千次都沒(méi)歇菜的燈嗎？給它供電的不是大容量充電寶，也不是接了市電，就是一顆指甲蓋大的核電池。別聽(tīng)見(jiàn)“核”就覺(jué)得危險(xiǎn)，這東西現(xiàn)在咱們國(guó)家不僅搞出了成品，還實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)，歐美搞了好多年都沒(méi)追上。

已經(jīng)量產(chǎn)的BV100，個(gè)頭比你錢(qián)包里的五毛硬幣還小一圈。尺寸也就15×15×5立方毫米，放手里都沒(méi)什么存在感。它的能量密度是普通三元鋰電池的十倍以上，一克就能存三千三百毫瓦時(shí)的電，性能甩傳統(tǒng)電池好幾條街。

它最讓人動(dòng)心的兩個(gè)優(yōu)勢(shì)，說(shuō)出來(lái)你肯定印象深刻，一個(gè)不用充電，一個(gè)壽命超長(zhǎng)。BV100能穩(wěn)定輸出電壓功率，還能在零下六十度到零上一百二十度的極端環(huán)境里正常工作，傳統(tǒng)鋰電池根本比不了。不管是極寒的南極還是滾燙的沙漠，它都不掉鏈子，也不會(huì)自放電，適配很多特殊場(chǎng)景。

它的工作原理和咱們熟悉的鋰電池完全不一樣，靠放射性同位素鎳-63發(fā)射的β粒子轉(zhuǎn)換能量發(fā)電。β射線(xiàn)連一張普通A4紙都穿不過(guò)，根本傷不到人體，研發(fā)團(tuán)隊(duì)還做出來(lái)只有十微米厚的單晶金剛石半導(dǎo)體做轉(zhuǎn)換層，材料越純凈，發(fā)電效率就越高。這也是國(guó)內(nèi)第一塊用在核電池上的第四代半導(dǎo)體材料，完全是咱們自己的技術(shù)。

除了鎳-63這條技術(shù)路線(xiàn)，蘭州的科研團(tuán)隊(duì)還搞出了碳-14路線(xiàn)的“燭龍一號(hào)”，現(xiàn)在工程樣機(jī)已經(jīng)通過(guò)了所有權(quán)威檢測(cè)。這款核電池攻破了原料制備、轉(zhuǎn)換效率低等多個(gè)卡脖子難題，能量轉(zhuǎn)換效率直接突破了8%，這個(gè)門(mén)檻放在全球都沒(méi)幾個(gè)國(guó)家能跨過(guò)去。開(kāi)頭那盞連閃三萬(wàn)五千次的小燈，就是用燭龍一號(hào)供電的，已經(jīng)穩(wěn)定工作快四個(gè)月。

碳-14的半衰期長(zhǎng)達(dá)五千七百三十年，理論上這款核電池能穩(wěn)定發(fā)電幾千年，就算按設(shè)計(jì)壽命算，五十年性能衰減還不到5%。能量密度達(dá)到了2200mWh每克，同樣一克的儲(chǔ)電量，鋰電池得充十次才能趕得上。它的溫度適應(yīng)范圍也很夸張，零下一到零上兩都能正常工作，不管是南極科考設(shè)備還是戈壁監(jiān)測(cè)站都能用。

別以為這只是實(shí)驗(yàn)室里的試驗(yàn)品，咱們從原料生產(chǎn)到成品封裝，整條產(chǎn)業(yè)鏈都實(shí)現(xiàn)了自主可控。之前碳-14在自然界含量極低，必須靠人工生產(chǎn)，2024年4月咱們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了碳-14的自主量產(chǎn)，相當(dāng)于給核電池備足了原料，再也不用看別人臉色。英美不少企業(yè)搞碳-14鉆石電池投入多年，到現(xiàn)在都拿不出工程樣機(jī)，咱們?cè)缇忘c(diǎn)亮了樣機(jī)，差距一目了然。

2024年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展里，就收錄了咱們的高能量轉(zhuǎn)化效率錒系輻射光伏微核電池項(xiàng)目。同一年兩條不同技術(shù)路線(xiàn)都取得重大突破，這種集群式爆發(fā)，在能源新材料領(lǐng)域真的不多見(jiàn)。北京的BV100已經(jīng)正式量產(chǎn)，能做到五十年持續(xù)運(yùn)行不用充電，今年還計(jì)劃推出功率更高的單瓦版本，未來(lái)有望用在消費(fèi)電子和無(wú)人機(jī)領(lǐng)域。西北師大的團(tuán)隊(duì)也透露，2026年初會(huì)推出升級(jí)版燭龍二號(hào)，體積縮小到硬幣大小，還會(huì)降低生產(chǎn)成本，離商用越來(lái)越近。

當(dāng)然，現(xiàn)在網(wǎng)上不少說(shuō)法把核電池吹得太神，業(yè)內(nèi)專(zhuān)家也說(shuō)了實(shí)在話(huà)。目前核電池都是微瓦級(jí)功率，日常手機(jī)使用需要的是瓦級(jí)功率，要滿(mǎn)足手機(jī)使用得串并聯(lián)上百萬(wàn)片電池，成本短期內(nèi)根本降不下來(lái)，這一兩年咱們還是沒(méi)法扔掉手機(jī)充電器。這話(huà)聽(tīng)著有點(diǎn)掃興，但其實(shí)是科技進(jìn)步該有的清醒，沒(méi)必要過(guò)度神話(huà)。

換個(gè)賽道看，核電池在低功耗領(lǐng)域真的是降維打擊。比如植入心臟起搏器的老人，過(guò)去七八年就得做一次開(kāi)胸手術(shù)換電池，每一次都是不小的折騰。要是換成核電池，這輩子可能只需要植入一次就夠了，不用反復(fù)挨刀子。而且核電池遇到針刺槍擊都不會(huì)起火爆炸，輻射劑量比自然環(huán)境的本底輻射還低，放在人體內(nèi)也足夠安全。

還有很多無(wú)人值守的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，深海的水文中繼器，戈壁的氣象樁，青藏高原的地震傳感器，過(guò)去換一次電池的成本比設(shè)備本身還貴。換成核電池之后，就能做到幾十年不用維護(hù)，真真正正實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。之前咱們的祝融號(hào)火星車(chē)靠太陽(yáng)能電池供電，沙塵蓋住太陽(yáng)翼之后就再也沒(méi)能喚醒，如果當(dāng)時(shí)用的是核電池，根本不會(huì)出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題。

現(xiàn)在全球都在搶核電池這條新賽道，日本推出了鈾充電電池，韓國(guó)造出了碳-14原型電池，俄羅斯用钚同位素核電池給北極氣象站供能，英國(guó)也在跟進(jìn)碳-14鉆石電池。但要說(shuō)把民用碳-14和鎳-63核電池都實(shí)現(xiàn)工程化量產(chǎn)，全球目前只有中國(guó)一家，這個(gè)“唯一”的含金量真的拉滿(mǎn)。

很多人最關(guān)心安全問(wèn)題，其實(shí)真的沒(méi)必要過(guò)度擔(dān)心。咱們用的碳-14和鎳-63，釋放的β粒子穿透力極弱，一張紙就能擋住，也不會(huì)伴生有害的中子或者伽馬射線(xiàn)。外面還有金剛石、碳化硅的多層防護(hù)，就算遇到一千五高溫或者五十兆帕的壓力沖擊，泄漏風(fēng)險(xiǎn)也低到可以忽略不計(jì)。

這套技術(shù)能突破，真不是哪一家企業(yè)哪一所學(xué)校單打獨(dú)斗就能成的。靠的是咱們國(guó)家?guī)资暝诤思夹g(shù)、半導(dǎo)體材料、精密制造領(lǐng)域的積累，從原料提純到器件封裝，每一個(gè)環(huán)節(jié)都是國(guó)產(chǎn)，每一步硬骨頭都是自己啃下來(lái)的，“完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)”這八個(gè)字，分量沉甸甸的。

那盞連閃三萬(wàn)五千次的小燈，看起來(lái)不起眼，其實(shí)就是中國(guó)制造的一個(gè)縮影。不張揚(yáng)不耀眼，但是穩(wěn)扎穩(wěn)打，能撐住幾十年的風(fēng)雨。從跟跑到并跑再到領(lǐng)跑，沒(méi)有什么一夜爆紅，都是科研人員悶頭干一點(diǎn)點(diǎn)熬出來(lái)的底氣。再過(guò)不久，更高性能的核電池就會(huì)逐步走進(jìn)各個(gè)領(lǐng)域，這道改變能源格局的光，是中國(guó)先點(diǎn)亮的。

參考資料：中國(guó)能源報(bào) 我國(guó)碳-14核電池取得重大技術(shù)突破