在2024年伊始，北京Betavolt公司就展示了一款令人瞩目的微型核衰变电池。其精巧的尺寸——仅为15×15×5mm，在3V的电压下能够稳定输出100μW的电量。值得一提的是，这款电池的能量密度高达相似尺寸锂电池的10倍，且其续航能力令人惊叹，可达50年之久。

　　这款电池的设计颇具匠心，每一个单元都采用了三层结构设计。上下两层是由厚度仅为10μm的单晶金刚石薄膜构成，而在两层金刚石半导体转换器之间，则夹着一片2μm厚的镍63薄片。多个这样的“三明治式”结构被巧妙地串联在一起，并整个被金属外壳所包裹，以保护其内部结构。

　　电池的动力源是放射性元素镍63，这种元素通过释放PG电子β辐射（一种高速、高能的电子）来提供能量。值得一提的是，镍63的半衰期长达100年，这意味着它的能量释放过程非常稳定且持久。当金刚石半导体受到β辐射的激发时，会产生跃迁电流，从而将辐射能转化为电能。在衰变期结束后，镍63同位素会稳定地转变为非放射性的铜同位素。

　　具体的衰变过程可以表示为：63Ni衰变为63Cu和一个电子（即1个中子转变为1个质子和1个电子）。

　　β辐射的特性使其成为一种相对安全的辐射形式。与X射线相比，它不会传播得很远；而与α粒子相比，它携带的能量又相对较少。尽管β辐射足以穿透几毫米厚的皮肤，但只需少量的屏蔽就能提供有效的保护。其主要的潜在风险是摄入体内，因此在处理时需特别小心。

　　金刚石半导体以其出色的物理性质在这款电池中发挥着关键作用。其襟带宽度高达5.47eV，同时热导率在已知半导体中名列前茅（室温下是铜的5倍）。这些特性使得核电池能够在极端温度条件下（-60˜120℃）正常工作，无需额外的冷却或加热措施。

　　这款核电池的设计充分考虑了安全性。其分层结构不仅有助于高效能量转换，还能在电池受到突然冲击或被刺穿时，有效防止火灾或爆炸的发生。

　　得益于PG电子有效的屏蔽层设计，这款电池的辐射不会外泄，因此非常适合用于人体内的医疗设备，如心脏起搏器和人工耳蜗等植入式装置。同时，它在航天领域的传感器应用中也具有广阔的前景。事实上，市场上已经有使用钚238核燃料电池的心脏起搏器先例。

　　然而，镍63的高成本是这项技术广泛应用的一大挑战。据悉，2019年时1克镍63的制造成本已超2.8万，这限制了它在民用领域的应用。目前，这种电池更适用于航天等具有战略意义且资金充裕的领域。未来要想让这项技术走进寻常百姓家，降低核燃料的制造成本将是关键所在。