超级电容未来或成“电池终结者”？

超级电容器（supercapacitor）正向取代电池的方向前进。对比锂离子等电池技术，超级电容能提供安全性，快速充电与尺寸上的优势，同时有助于为 汽车 ，电网与IT等多种应用复杂的电池管理系统。

特别看好此一能源储存与充电新兴技术的市场研究机构IDTechX预测，超级电容终将取缔目前的锂离子等电池技术。该机构认为，在接下来20年将会有80家左右的超级电容制造商崛起，供应一般车辆，大型巴士，磁浮列车等以电机取代引擎的应用。

值得一提的是，中国大陆市场因为电动车业者持续增加，预期到2041年大约将会有30家左右的超级电容制造商，有望先进于其他国家。

IDTechX指出，“通过改善的超级电容及衍生技术将实现庞大的商机，相关应用包括微型电网，货车，电车，卡车，重型越野车，以及使用能量收集技术的物联网（IoT）不断供电，或是医疗电子与数据中心使用的1MWh（兆瓦/小时）大型电源。”

汽车 产业资深分析师Egil Juliussen曾在《 EE Times》美国版的某些集播客节目中解释了超级电容技术的潜在优势：“关于电容的好消息是，你能很快速地为它们充电，因为只需要将倒一点电流到里面，一下子就充满了；”他将这种能源技术比喻为缓冲存储器，可以设置于充电站与电网之间。

不过关于超级电容技术究竟何时或是否能发挥其潜力，Juliussen的预测相当保守；他坦承上述的应用情境可能是“遥不可及”，但又表示：“你永远不知道会发生什么事。”

IDTechX的看法就此前景乐观，该机构预测的超级电容技术将进行分类，物联网与数据中心应用需求不断增长而起飞。而既然任何东西都离不开电力，电动车快速充电也会是一大卖点，超级电容技术的成功在望。

预测2041年的各区域市场超级电容制造商数量

举例来说，IDTechX预测未来的超级电容将使城市轻轨交通以及公交车网路在20秒完成充电，并减少替换昂贵电池的次数，从而回收昂贵材料的需求。

因为能量密度，仍是电力电子应用中非常关键的设计考量，目前这方面电池仍然胜过超级电容；以每公斤瓦特-小时（Wh / kg）表现来看，现今超级电容的能量密度接近低阶电池技术，仅高于10 Wh / kg一点点；“负重（承重）超级电容的容量密度最差，但有很大的利用空间。”

目前来看 ，比起被取代，未来电池技术和超级电容的组合使用趋势会更明显。

IDTechX也预测了一系列混合性的组合的可能，例如电容与超级电容的组合，或者电池与超级电容的组合，将实现快速无线充电等应用。

到目前为止，IDTechX估计超级电容已经取代了约10％的昂贵锂离子电池，而且将很快让铅酸电池送上灭绝之路；“超级电容技术的改善以及市场推展目前速度很快，在接下降20年将会有很多大规模的进展与颠覆。

原文发布于ESM姊妹网站EE Times 编译：Judith Cheng 责编：Elaine Lin 、

(参考原文 ： Supercapacitor Market Gets a Jolt，By George Leopold）

(l)物联网机器/感知节点的本地安全问题。由于物联网的应用可以取代人来完成一些复杂、危险和机械的工作。所以物联网机器/感知节点多数部署在无人监控的场景中。那么攻击者就可以轻易地接触到这些设备，从而对他们造成破坏，甚至通过本地 *** 作更换机器的软硬件。
(2)感知网络的传输与信息安全问题。感知节点通常情况下功能简单(如自动温度计)、携带能量少(使用电池)，使得它们无法拥有复杂的安全保护能力，而感知网络多种多样，从温度测量到水文监控，从道路导航到自动控制，它们的数据传输和消息也没有特定的标准，所以没法提供统一的安全保护体系。
(3)核心网络的传输与信息安全问题。核心网络具有相对完整的安全保护能力，但是由于物联网中节点数量庞大，且以集群方式存在，因此会导致在数据传播时，由于大量机器的数据发送使网络拥塞，产生拒绝服务攻击。此外，现有通信网络的安全架构都是从人通信的角度设计的，并不适用于机器的通信。

另一家基于蓝牙技术推出的无源物联网方案的公司为Atmosic，是一家创新型无晶圆厂半导体公司，该公司宣称在超低功耗射频、射频唤醒和受控能量收集三大技术方面发力。 其中，超低功耗射频技术是在蓝牙5平台上实现了超低功耗射频功能；射频唤醒技术是为射频提供了轻度休眠模式和深度休眠模式两套感知系统；受控能量收集技术目的是保证功能稳定可用，同时最大限度减少设备和系统对电池电源的依赖。在三大技术支持下，Atmosic目前有两款蓝牙芯片产品，其中其M3系列产品综合应用这三大技术，支持无电池状态下的运行。目前，该公司产品已用于医疗、穿戴设备等领域。

基于WiFi和LoRa的无源物联网创新，笔者在《彻底抛弃电池，5G支持无源物联网，比NB-IoT影响更广泛的技术要来了？》一文中也进行了介绍，主要源于 美国华盛顿大学电子工程学院的研究人员提出了通过对射频信号的反射调制技术来实现无源设备供电和传输数据。 在这一技术指引下，该研究团队研发除了Passive WiFi的无源技术，并进一步将该技术用于LoRa中，实现数百米长距离无源节点传输。

上月， 华为常务董事、ICT产品与解决方案总裁汪涛在一次公开演讲中，提出了面向55G的无源物联网设想，希望5G网络能将无源物联网纳入其中，5G无源物联网的 探索 开始。

虽然无源物联网会带来海量的连接规模，但目前相关技术还并不成熟，接下来可能会经过百家争鸣阶段，随着商用落地，部分技术会形成事实标准，在此之后推动无源物联网规模快速扩展。从目前看，无源物联网发展还是非常分散，正如LPWAN发展历程一样，这一过程也需要很长时间，建立产业生态更为关键。

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物联网比起互联网到底差在哪儿？为什么互联网速度发展却特别慢？很多人不明白。其实，物联网的发展必须建立在高度发达的互联网之上，互联网之间才发展了20多年，根本达不到能发展物联网的高度，现在的物联网也只是小规模的发展，不断地尝试不断地进步。物联网技术要求就比互联网，之所以物联网速度发展的这么慢，究其原因，基础研究还无法跟上，更何况去发展他呢？

我们大家都知道互联网发展的速度特别快，当前是互联网时代怎么发展的还不快呢？虽然快，但还没有到达能发展物联网的高度！现在的大学有好多都增加了物联网这个专业，主要目的还是让物联网速度发展的快一些，发展物联网也不是什么简单的事。

主要还是有几个大方面的问题，因为是新生事物大家都不怎么看好并且硬件要求也很高，这就使得企业进入了两难的选择，发展还是不发展？发展的话成本高承担不了，不发展的话又有哪家企业来发展呢？还有就是软件平台不齐全，物联网还会受到电磁的干扰，甚至会带来一些与法律相搏的一些问题，并且在个人应用上还存在一些隐患，比如，信息采集的公民隐私权等问题。

有人会说，成本高的话我们可以降低成本，可是你没有想到较低成本之后会带来什么后果，可能导致单个节点的通信计算感知能力都不会太强，所以说，物联网速度发展吗是存在一些问题的，成本高，技术含量也高，直接导致问题的发生。

物联网设备是指能够进行网络无线连接并且具有数据传输功能的设备。物联网将传统的互联网设备连接扩展到物理设备和物品之间的连接，通过传感器将数据传达给相关用户。物联网设备可以分为三大类：消费类物联网设备、工业类物联网设备和企业类物联网设备。

消费类物联网设备包括智能家居、智能电器、智能玩具和智能可穿戴设备等。例如在智能家居中，设备可以感应到人的存在，当一个人回家时，温度调节设备已经调节好室内温度，照明设备自动打开，且达到一个适合的亮度，扫地机器人也可以自动启动进行卫生清洁工作，提高了人们的生活质量。

工业类物联网设备主要用在工厂和其他的工业场所。大部分的工业物联网设备是用来监视生产线和制造过程，传感器将数据传输到监视系统，可以保证生产流程的正常运行，还可以预测更换零部件的时间，保证生产的顺利进行。如果发生故障，系统可以及时通知技术人员故障问题以及解决方案，为生产节约了时间。

企业类物联网设备的种类是多样的，主要用于维护设施和提高企业运营效率。例如智能设备可以帮助企业举行会议，会议室中的智能传感器可以帮助安排会议可用的房间，选择房间的大小和类型，当举行会议时可以自行调节温度和适合的灯光等。

如今安全问题是阻碍物联网设备发展的一大阻力，由于现在的物联网设备都需要接入网络，那么设备就会处在一个开放的环境中，如果受到网络病毒和黑客的攻击，造成数据的损失，可能会造成生命和财产的损失，这让用户对物联网设备的使用产生了顾虑。沐渥 科技 认为在物联网的发展中，我们可以通过加快技术更新力度、进行多重可靠的身份认证、完善的加密措施、网路环境的净化和多层次的防御措施来保护物联网设备的安全。

如今在我们身边已经可以看到许多物联网的设备了，大到智慧城市、无人商店，小到智能手环、智能温度控制仪等，我们已经享受到了物联网所带来的便利，但与此同时，科幻中万物互联的场景依然还比较遥远，我们总是习惯性的把未来预估的足够近，但是技术的发现显然拉远了我们与未来的距离。简单来说，物联网如今的发展依然非常缓慢。

当然若说缓慢也只是相对的，物联网的概念是在1999年被正式提出，如今经过将近20年的发展，若只从物联网本身出发，其技术已经进步相当大了，可谓从无到有的突破。但是如今物联网的发展已经满足不了人们日益提高的消费观念，加上其他诸多原因，导致了目前物联网依旧处在一个低速发展的状态。

缓慢发展的物联网

若是要探寻物联网发展为何依旧缓慢，目前可以归纳出以下几个原因，其一便是基础研究无法跟上，众所周知，物联网依赖于众多传感器通过网络连接，进行数据交互，最后形成整个物联网体系，因此准确的来说物联网本质上是一种传感器网络、自组织及多跳网络(wireless sensor network, ad-hoc network,wireless multi-hop network)。

但是想要实现一个分布式传感器采集网络，并不是想象中那么容易的事情。传统的无线网络如蜂窝、WLAN等，在高速移动的情况下通过优化路由和带宽分配策略可以达到较好的通信智联。但是这种方案在传感器网络上是有缺陷的，首先受限于能源的供给，目前只能采取电池或者太阳能进行供电，无法直接提供能量，所以当前传感器设计的重点在于保证功能完整情况下最大化地节能和增加网络的生存周期。

其次无线模块的发射距离和发射功率正相关，但是当通信节点之间距离大于最大发射距离时该如何解决最后当无线节点没电时又要怎么解决

可以说上述三个问题，便是目前无线传感网络研究中最核心的三个基本问题，几乎所有的研究都是在攻克这三项难关。如果这三个问题不解决，那么无线传感网络就无从谈起，更别提物联网的商业化了。

如何解决拖慢物联网发展的关键问题

目前对于这三个基本问题市面上也有一些相应的解决方案。第一个路由策略问题学术界已经有很多研究了，平面路由策略比如泛洪(Flooding)、SPIN、定向扩散等等。那么如何解决通信距离问题，由此产生了多跳网络以及组织网络。

多跳网络很好理解，为了降低节点的无线发射距离所带来的能量损耗，节点会将数据发送到最近的另一个节点，通过接力棒的方式把数据以减损最少的方式传递下去，这就是多跳网络(multi-hop);而组织网络(ad-hoc)则复杂一些，在组织网络中的每一个节点即使网络节点又是路由器，而每一个节点都可以当做网关和外网通信，同时也可以转发数据包，这使得在传输数据上可以有多种方式，而如何选择最优的方式进行数据传递则是下一个挑战。

至于最后一个问题，该如何对节点进行供能，由于目前太阳能转化的效率依然不高，因此采用太阳能进行供电则会力有不逮。目前最简单直接的办法是更换电池，但是这样会浪费大量的时间。因此现在正在研究通过反射散射链路调制空间中的电磁信号进行供能和通信，也就是无线充电技术，这样可以彻底解决供电问题，但从实验到商用依然还有一段路要走。

以上便是从传感器技术制约的角度来看物联网发展的瓶颈，物联网的发展除了技术因素之外，还有许多其他方面的缘故。

需求疲软 标准混乱

首当其冲的自然是需求上的疲软，目前物联网的应用端除了在商用或工业用途之外，在个人消费商的应用还未显现，这也导致了物联网的发展进程得不到爆发式的推进。

其次，由于现在物联网依然还处在一个混乱的状态，但就一个物联网无线连接技术标准就有NB-IoT、LoRa、ECGSM、eMTC等，无法统一的标准，使得物联网硬件成本始终高居不下。

除了硬件之外，软件生态更是建设艰难，现在的物联网企业甚至要把软件与硬件通过打包进行一条龙服务。

而随着技术的发展，也带动物联网数据的产生，而这些数据的安全性该如何保障，以及随之而来的关于采集用户隐私数据的法律问题，都限制了物联网的发展。

当然随着5G以及人工智能的发展，物联网也将在这些技术的带动之下进行大步跨越，这将会帮助解决物联网技术以及标准上的问题，而这些问题的解决也将带动物联网生态的建立，届时物联网也将慢慢完善建设。

物联网发展还须技术推动

目前来说，最重要的问题依然在物联网的需求方面，而需求是一个技术进步的动力，如何激活市场对于物联网的需求，也是目前最需要解决的关键所在，因此可以看到许多对于物联网的宣传，正是为了引导市场接纳物联网，为今后的物联网发展打下地基。

物联网的未来是拥有无限可能的，不过就目前而言，物联网发展的风口依然迟迟未现，但不用就此感到焦虑，只不过是我们对于物联网的期望太高所导致的，而物联网本身也一直在稳步的推进当中。

比尔盖茨的《未来之路》中有这么一句话，我们总是高估了未来两年里将发生的变化，过于低估了未来十年将发生的变化。物联网的未来无疑是光明的，而我们只需静待它到来的那一天。

以上由物联传媒转载，如有侵权联系删除

德高校研发出比尘埃还小的电池

德高校研发出比尘埃还小的电池，电子产品一直在朝小型化迈进，小型微电子设备(如植入人体内的传感器系统)需要比一粒灰尘还小的计算机和电池。德高校研发出比尘埃还小的电池。

德高校研发出比尘埃还小的电池1

2月23日消息，《先进能原材料》期刊上发表了一篇论文，内容显示德国开姆尼茨理工大学研究团队研发出了全球最小的电池，比空气中的尘埃还要微小，可以直接用来给尘埃大小的微型计算机供电。

据了解，目前市面上已经有很多可以植入体内的传感器或微型智能设备，它们内部都会嵌入和尘埃一般大小的计算机，用于处理和存储数据。随着这些传感器或智能设备的体积越来越小，想要给它们供电就变得越来越困难。

这些设备使用的微型电池，很多都是通过在芯片上堆叠薄膜来存储电能，电量非常有限，受到的限制也很多。开姆尼茨理工大学研究团队选择将薄膜卷起来，让它们可以存储更多的电能，这一设想已取得初步的成功。

这种全球最小的电池还可以反复充电，充满电能为微型计算机提供10小时以上的续航。未来，该团队还打算开发能量存储密度达到100微瓦/c㎡的可充电电池，能适用于更多微型计算机使用场景等。可惜的一点是，这款新电池暂时还只是PPT产品，不具备市场化的条件。

据了解，医疗领域很早之前就在探索使用“微型机器人”治疗疾病的可行性，并且也研发出众多可植入体内并治疗疾病的微型电子机器人。同样是在德国开姆尼茨工业大学，由Oliver GSchmidt教授领导的研究团队在2020年开发出世界最小的微型机器人，尺寸为0808014mm，能够把药物直接携带到体内并送达指定区域，以起到更加针对性的治疗效果。

美国宾夕法尼亚大学的马克·米斯金教授及其团队还研发出一款带腿可行走的微型机器人，设想是用于半导体领域，可以用来修复手机电池、芯片，甚至用于探索人类大脑信号等。

虽然这些微型机器人、微型计算机距离普通人特别遥远，但在某些领域确实已经较为成熟。微型计算机的诞生，对于探索人体奥秘，治疗一些疾病真的特别有帮助，未来如果能通过微型计算机了解人体的更多特性，一些不治之症说不定也能有被治愈的一天。

还是很看好微型计算机和微型电池的未来，希望能够在更多领域看到它们的身影。

德高校研发出比尘埃还小的电池2

德国开姆尼茨工业大学及中国长春应用化学研究所科学家在《先进能源材料》杂志上撰文称，他们研制出了迄今世界上最小的电池，可为一粒灰尘大小的计算机供电，未来有望在物联网、微型医疗植入物、微型机器人系统和超柔性电子等领域大显身手。

电子产品一直在朝小型化迈进，小型微电子设备(如植入人体内的传感器系统)需要比一粒灰尘还小的计算机和电池。但迄今为止，缺乏可随时随地运行的电源，以及很难生产可集成的微电池这两大因素阻碍了这一趋势。

科学家们称，通过开发合适的电池或“采集”发电方法，可以为微小的亚毫米级计算机供电。但目前微型电池的生产方法与普通电池大相径庭，如拥有高能量密度的紧凑型电池(纽扣电池等)使用湿化学方法制造而成，使用这种标准技术生产的微电池可以提供良好的能量和功率密度，但其直径明显超过1平方毫米。

研究团队的目标是设计一种直径小于1平方毫米、可集成在芯片上的电池，其最小能量密度仍为100微瓦时/平方厘米。为实现这一目标，该团队在微型规模上集成了集电器和电极条——特斯拉也在大规模使用类似工艺制造其电动汽车用电池。

研究人员使用到了所谓的“瑞士卷”或“微型折纸”工艺。他们在晶圆表面连续涂覆聚合物、金属和介电材料薄层，形成具有内在张力的分层系统。薄层被剥离会释放出机械张力，随后自动d回去卷成“瑞士卷”。因此，不需要外力就能制造出一个自卷绕圆筒式微型电池。

利用这种方法，团队制造出可以反复充电的迄今最小的微电池，其比一粒盐还小，能为世界上最小的计算机芯片供电约10个小时。而且，该方法与现有芯片制造技术兼容，能够在晶圆表面生产高通量微型电池。

研究人员称，这款微型电池有望在物联网、微型医疗植入物等领域大显身手，应用于未来的微纳电子传感器和执行器内。他们表示，这项技术仍有巨大的优化潜力，未来可能会出现更强大的微电池。

德高校研发出比尘埃还小的电池3

北京时间2月23日消息，德国开姆尼茨理工大学研究团队在《先进能源材料》期刊发表论文，称开发出了世界上最小的电池，可以为尘埃大小的计算机提供电源。

包括可以植入人体内的传感器在内的微型智能设备，需要尺寸比一粒尘埃还小的计算机处理数据。随着智能设备越来越小，为它们提供电源成为难题。

当前微型电池通过在芯片堆叠薄膜存储电能

现有微型电池通过在芯片上堆叠薄膜存储电能，但大小受到存储电量的限制。为解决这一难题，开姆尼茨理工大学研究团队将薄膜卷起来，可以存储更多电能。

新电池可以重复充电，为微型计算机提供至多10小时电能。目前新电池尚不具备市场化条件。

他们的目标是开发能量存储密度达到每平方厘米100微瓦的可充电电池，适合大多数微型计算机使用场景，其中包括测量环境气温。

这个我知道呀~~
灾难及战时的市电供应极易中断，为保证市民安全仍要保障警报及相关设备正常运转，因此人防警报器对二次警报供电要求高。但目前人防警报的蓄电池组采用的是老旧的铅酸电池，且覆盖率极低，大部分设备也因年久失修未及时更换或长期没有维护而造成警报设备已无法使用。维护成本高、使用寿命短、有效利用率低、安装难度大、环境污染严重这五大问题严重阻碍二次警报普及。
厦门日华科技股份公司首次采用高性能的磷酸铁锂单体封装电芯智能电池应用于人防警报领域。与警报控制器融合式一体化设计，可在断电情况下，实现高可靠的二次警报功能。采用基于物联网信息传感及传输技术的远程智能电池管理系统技术，实 现自动维护。通过控制通信接口对智能新型电池进行远程自动化维护及管理，对警报控制传输网络进行优化，提高信息传输可靠性。而且能兼容现有警报器后备电源接口，现有警报器不做改动即可实现二次警报发放功能。

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