平時，我們給手機、Pad、筆記本電腦充滿電至少要兩三個小時，而新推出的電動汽車充滿電更是需要六七個小時。但隨著美國加利福尼亞州一位女大學生發明的神奇充電器的誕生，這一現狀也許將發生革命性的改變。

隨著科技發展，電器產品應用越來越廣泛，但是，充電速度卻一直是電器產品發展的瓶頸。

現年18歲的埃沙·哈爾就讀于哈佛大學納米化學專業，她所發明的超快速充電器實際上是一個“超級電容器”，能在20秒鐘之內充進與普通手機電池相當的電量。在日前舉行的英特爾國際科學與工程大獎賽上，哈爾憑借該項發明獲得了5萬美元獎金（約合人民幣30萬元）。

除了充電時間超快之外，這款充電器的充電次數也非常驚人，可以達到1萬次，是普通充電器的10倍。此外，哈爾還希望改進后的充電器能夠被應用到手機、汽車等任何一個使用電池的設備上。目前，谷歌公司正在就哈爾所采用的技術與她進行積極接觸，雙方有望展開緊密合作。

快速充電：電池是關鍵

北京師范大學物理系副教授項華說，一直以來，用戶不得不在功率和電量之間做出選擇。對于需要很大功率的用電設備，例如遠距離傳送無線電信號，電容器雖然能夠快速釋放電量，但只能存儲少量電量；有些電池雖然能夠容納很多電量，但需要很長時間充電。

在項華看來，決定充電速度的除了充電器，還有電池。由于快速充電過程中高電壓大電流會對電池造成損害，所以對電池進行革新也是增加充電速度的一條捷徑。

鋰充電電池的基本原理是在充電時電池中攜帶電荷的鋰離子全部運動到電池的一端，從而使充電電池中產生電壓。但是傳統鋰電池的最大缺點就是攜帶電荷的鋰離子穿過電池材料的運動速度太慢，這是目前為止所有充電電池充電速度慢的主要原因。

目前，有些快速充電電池采用的是在鋰電池中盡可能地加入更多鋰離子催化劑，這些催化劑能夠提高鋰離子在電池中的移動速度，從而實現快速充電，不過采用這種技術的產品有較大的局限性，那就是電池續航時間較短。

對此，美國伊利諾斯州大學科學家研制了一種理論上充電速度只需1秒的新型微電池。它的結構不同于傳統電池，能夠做到高電量和高功率二者兼得。研究人員對這種電池的結構進行調整，在功率和電量之間實現更好的平衡。新型微電池的高性能要歸功于內部的三維微結構。新型微電池有快速充電陰極和與之相對應的陽極以及一種在微尺度下將二者集合在一起的方式。對于需要較高功率的用電設備，這種電池能夠讓傳感器或者無線電信號的有效工作距離達到此前的30倍。

同時，這種微電池體積很小，除了傳統電子產品外，還適用于醫學設備、激光器、傳感器等。

應用廣泛：極短時間內波及人類能源結構

項華指出，快速充電技術的發展不但對手機等消費類電子產品是個進步，而且將使電動汽車的普及推廣變得簡單易行。

目前電動汽車無法超越汽油、柴油等燃料汽車的最大瓶頸就在于很多人不滿意電動汽車極其緩慢的充電速度。據了解，目前推出的電動汽車用充電樁充滿電至少需要6個小時，即使采用快速充電方式，也要半個小時，而且將縮短電池壽命。這種充電速度與汽油車加油的速度是沒法比的。如果充電速度這個瓶頸能突破的話，那么電動汽車肯定會迅速占領市場。

快速充電技術帶來的影響還將波及人類的能源結構。由于充電變得簡單快速，任何以電為能源的產品都可以在1秒鐘滿血復活，那么人們將更趨向使用電動產品，尤其是電動汽車的普及，將使以石油、天然氣為主的不可再生能源被以電能為主的能源所代替。

前景展望

作為編者，我想象著未來我們也許可以享受這樣的生活：我們不再為手機充電而煩惱，到處都可以找到充電器，而且即插即拔。到加油站，不，那時的加油站幾乎都找不到了，到加電站（姑且這么叫吧）加個電，立等可取。尾氣污染減少了，連城市噪聲也降低了。家里的許多電器也變得無線化了，房間變得更利落啦。也許有人會擔心，這樣下去，電力供應又該緊張了吧。這說明我們還是缺乏想象力。要知道我們現在的電力供應是分為波峰和波谷的，用電高峰時，發電量不夠用，低谷時產能過剩，別忘了到那個時候，我們已經有了超容量電容器，是不是可以建個“電池倉庫”？把波谷時段發的電存起來，到用電高峰時再放出來？而且別忘了，到那時，污染少了，霧霾天沒有了，陽光天就多了，太陽能光伏發電或許也可以派上大用場……發揮想象力吧，讓我們憧憬那個革命性時刻的到來。