近日，美國國家航空航天局（NASA）從事增強可充電性和安全性的固態(tài)結(jié)構(gòu)電池（SABERS）項目的研究人員在開發(fā)一種創(chuàng)新的電池組方面取得了進展，這種電池組比今天普遍用于電動汽車和大型電子產(chǎn)品的電池更輕、更安全、性能更好。他們的工作旨在通過研究固態(tài)電池（中國新能源材料與器件第五屆學(xué)術(shù)會議）在航空應(yīng)用中的使用來改進電池技術(shù)，如電動飛機和先進空中交通（Advanced Air Mobility）。
與工業(yè)標準的鋰離子電池不同，固態(tài)電池不含液體，而液體會導(dǎo)致過熱、起火和長時間失去電荷等有害情況。與標準鋰離子電池相比，固態(tài)電池可以儲存更多的能量，在極端的環(huán)境中表現(xiàn)也更好。
電池性能是開發(fā)電動飛機的一個關(guān)鍵方面，這些電池必須有效地儲存為飛機提供動力所需的巨大能量，同時保持輕量化。而且，電池必須以超快的速度釋放能量，為電動飛機提供動力。
為了實現(xiàn)這一點，SABERS 團隊已經(jīng)用尚未用于電池的創(chuàng)新材料進行了實驗，這些材料在功率放電方面取得了重大進展。在過去的一年里，他們成功地將電池的放電率提高了 50 倍，使研究人員更接近他們?yōu)榇笮蛙囕v提供動力的目標。
除了新材料之外，美國宇航局的團隊還使用了革命性的電池包裝，這使得它能夠減輕電池的大部分重量，并增加能夠儲存的能量。與將單獨包裝的電池連接起來的普通電池不同的是，SABERS 的電池是將所有的電池垂直地堆放在一個外殼內(nèi)。通過這種設(shè)計，SABERS 已經(jīng)證明了固態(tài)電池的能量密度可達 500 瓦時 / 千克，是現(xiàn)代電動汽車電池的兩倍多。作為對比，目前特斯拉的 4680 電池的單體能量密度約 300 瓦時 / 千克，電池組能量密度為 217 瓦時 / 千克。寧德時代發(fā)布的第三代 CTP 麒麟電池，能量密度為 255 瓦時 / 千克。
位于克利夫蘭的美國宇航局格倫研究中心的 SABERS 首席研究員 Rocco Viggiano 說：“這種設(shè)計不僅減少了 30% 至 40% 的電池重量，而且還使我們能夠?qū)⑺軆Υ娴哪芰吭黾右槐渡踔羶杀?，遠遠超過了被認為是最先進的鋰離子電池的能力?！?/span>
此外，固態(tài)電池（中國新能源材料與器件第五屆學(xué)術(shù)會議）在發(fā)生故障時不會起火，并且在損壞時仍能運行，這使它們在航空領(lǐng)域的使用具有吸引力。SABERS 的研究人員已經(jīng)在不同的壓力和溫度下測試了他們的電池，并發(fā)現(xiàn)它可以在幾乎是鋰離子電池兩倍的溫度下運行，而不需要那么多冷卻技術(shù)。該團隊正在繼續(xù)在更高的溫度和壓力下進行測試，推動技術(shù)的極限。
據(jù)了解，SABERS 已經(jīng)與幾個合作伙伴合作，包括佐治亞理工學(xué)院、阿貢國家實驗室和西北太平洋國家實驗室，以進一步推進這項前沿研究。
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