北京贝塔伏特新能科技有限公司1月8日宣布了一项重大突破，成功研制出微型原子能电池。这一创新产品融合了镍63核同位素衰变技术和中国第一个金刚石半导体（第4代半导体）模块，实现了原子能电池的微型化、模块化和低成本，开启民用化的进程。这一成就标志着中国在原子能电池和第四代金刚石半导体两个高新技术领域取得了颠覆性创新，遥遥领先于欧美科研机构和企业。
贝塔伏特原子能电池具有50年稳定自发电的特性，无需充电，无需维护，已经进入中试阶段，即将量产投入市场。该电池可满足航空航天、AI设备、医疗器械、MEMS系统、高级传感器、小型无人机和微型机器人等长续航多场景下的电力供应。这项新能源创新将助力中国在新一轮AI科技革命中取得领先优势。
原子能电池，又称核电池或放射性同位素电池，其工作原理是利用核同位素衰变释放的能量，通过半导体转换器吸收转化为电能。这是上世纪60年代美苏重点研究的高科技领域，目前仅有用于航空航天的温差核电池，这种电池体积和重量大，内部高温，价格昂贵，无法民用。最近几年，核电池小型化、模块化和民用化是欧美各国追求的目标与方向。中国《十四五规划和2035年愿景目标》也提出核技术民用化以及核同位素的多用途发展是未来发展趋势。
贝塔伏特核电池研发了完全不同的技术路径，通过放射源镍-63发射的β粒子（电子）的半导体跃迁产生电流。为了实现这一技术，贝塔伏特的科学家团队开发了一种独特的单晶金刚石半导体，厚度仅为10微米，将一个2微米厚的镍-63薄片放在两个金刚石半导体转换器之间，将放射源的衰变能量转化为电流，形成一个独立的单元。这种核电池是模块化的，可以由几十个或几百个独立的单元模块组成，并可以串并联使用，从而制造出不同尺寸和容量功率的电池产品。
贝塔伏特公司董事长兼CEO张伟表示，公司将推出的第一款产品是BV100，这是世界上首块即将量产的核电池，功率为100微瓦，电压3V，体积仅为15 X 15 X 5立方毫米，比一枚硬币还小。核电池每分每秒都在发电，每天可产生8.64焦耳的能量，每年可产生3153焦耳的能量。多块这样的电池可以串并联使用。公司计划在2025年推出功率为1瓦的电池，在政策允许的情况下，原子能电池可以让一部手机永不充电，而现在只能飞行15分钟的无人机可一直飞。
据介绍，原子能电池是物理电池，不是电化学电池，其能量密度远高于三元锂电池。在1克电池中可存储3300豪瓦时的能量，针对针刺和枪击等意外情况不会起火或爆炸。由于其50年自发电的特性，不存在电化学电池的循环次数（2000次充放电）的概念。
此外，原子能电池的发电功率稳定，不会因恶劣环境和负载而变化，可在零上120度和零下-60度范围内正常工作，并且没有自放电现象。同时，贝塔伏特开发的原子能电池是绝对安全的，没有外部辐射，适合用于人体内的心脏起搏器、人工心脏和耳蜗等医疗设备。此外，原子能电池具有环境友好性特点。在衰变期后，作为放射源的镍63同位素变成铜的稳定同位素，不会对环境构成任何威胁或污染。因此与现有的化学电池不同，核电池不需要昂贵的回收工艺。
目前贝塔伏特公司已经在北京注册专利，并将开始注册全球PCT专利。在中国中核集团举办的2023年创新大赛上贝塔伏特作为极少数外部参赛企业脱颖而出获得大赛三等奖代表中国权威的核技术企业对贝塔伏特公司的原子能电池技术与产品的认可。贝塔伏特公司也已经与中国专业核研究机构和大学进行沟通计划继续研究采用锶90钷147和氘等同位素研制更高功率使用寿命2年-30年的原子能电池。
贝塔伏特原子能电池的核心是第四代金刚石半导体这是业界熟知的半导体终极材料全球半导体领域科技竞赛的又一个高地贝塔伏特是全球目前唯一一个能够掺杂制作大尺寸金刚石半导体材料的公司高效率金刚石转换器是制造核电池的关键。
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