今年CES展上，可量产全固态电池成为了焦点话题，这引起了全球对于电池使用寿命和续航问题的关注和争议。其实中国企业早已在电池领域遥遥领先，近期，一家中国科创企业北京贝塔伏特正在开创微型核电池的中国时代。

根据莫斯科物理与技术研究院（MIPT）研究揭示：在心脏起搏器这类生死攸关的设备中，如果电池没电，后果不堪设想。同样，太空探测器、南北极科考和工业及军工需要的电池也是如此。而核电池的出现，解决了这些难题。

核电池，又称原子能电池或放射性同位素电池，其原理是将核同位素衰变释放的能量转化为电能。区别于传统核电站，原子能电池，并不是利用核裂变转化为电能的原理，而是利用放射性同位素的衰变来产生能量。

由于核电池使用的放射性同位素半衰期长达数十年、数百年甚至上千年，也就是说这些电池能实现超长期的稳定供能。与需要不断充放电的化学电池相比，核电池具备超长寿命、耐高低温差大和能力密度高等优势。比如镍-63（63Ni)制造的核电池，能量密度达到了3300mwh/g。

核电池技术由英国物理学家Henry Moseley于1913年首创。目前美国佛罗里达州CityLabs公司成功研制出氚同位素核电池“NanoTritium”。英国也有公司宣称在研发核电池。中国在这块也丝毫不落后，北京贝塔伏特新能科技有限公司联合中外科学家力量，与俄罗斯莫斯科物理技术学院（MIPT）及俄罗斯超硬与新型碳材料技术研究所（TISNCM）形成科研共同体，一起研发了新的电池结构，使用最安全的镍-63（63Ni)来制造微型核电池，并在继续研制使用锶-90/钇-90(90Sr/90Y)和钷-147(147Pm)及其他核同位素研制更高功率核电池，但是科学家们认为碳-14(14C)基于其特性并不是理想的核电池材料。

根据贝塔伏特的介绍，核电池的基础“模块”采用夹层结构：将一层2微米厚的镍-63（63Ni)同位素置于两片10微米厚的金刚石肖特基二极管之间。在这种情况下，一个模块在镍-63（63Ni)活度为80毫居里、能量转换效率为10%的条件下，可产生0.5微瓦（µW）的电功率，其体积功率密度为100微瓦/立方厘米（µW/cm³）。若考虑镍-63（63Ni)具有长达50年的半衰期，则新型核电池的能量密度高达3300mWh/g，比普通商用化学电池还要高上10倍。

北京贝塔伏特新能科技有限公司已经官宣的微型原子能电池，将镍63核同位素片和金刚石半导体制造的肖特基二极管堆叠在一起，将原子能电池小型化、模块化、低成本化，这项技术还获得中核集团创新大赛大奖。贝塔伏特能够将转化效率提高到15%，就是因为该公司掌握最核心的金刚石半导体技术，也就是第四代半导体，其中核心的材料是使用大体积单晶高纯度金刚石进行掺杂生产出高质量的金刚石半导体材料，这在目前全世界都处于领先水平。

（图：核电池BV100结构图）

该公司的首个产品——BV100电池的功率是100微瓦，电压3伏，尺寸是15×15×5毫米，比一枚硬币还小。可以实现50年稳定发电，无需充电、无需维护，不产生外部辐射，量产投入市场后，将满足航空航天、人工智能设备、医疗器械、微型机电系统、传感器、小型无人机和微型机器人等长续航场景需求。如果将核电池与三元锂电池配合设计与使用，人类离不开的手机将不再需要充电，小型无人机也无需返航充电。据介绍已经有中国品牌手机与北京贝塔伏特接触联合开发这样的新一代手机，畅享一下，未来手机，使用卫星通讯信号，而核电池将保证手机永远有电。

（图：比硬币还小的核电池BV100）

贝塔伏特公司还宣布，将使用超长碳纳米管制造超级电容配合核电池形成脉冲电源，这种电容的放电次数可以达到100万次，而成本只有现在市场产品价格的一半。

可以预见，在未来一两年内，中国主要研发的“永不充电”核电池将从实验室走向世界。