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顛覆未來汽車與飛機!NASA將推出遠勝現有電動方案的固態電池

2023年02月23日 首頁 » 熱門科技

顛覆未來汽車與飛機!NASA將推出遠勝現有電動方案的固態電池


儘管電動汽車日漸普及,但不論汽車或飛機,以化石燃料為主要動力仍會維持好幾年。即使電動汽車蔚為主流的鋰離子電池,依舊無法滿足航天安規的嚴格要求。

為了解決電池技術未來電動飛機可能面臨的功率密度、重量,體積、穩定性、安全、散熱及快充次數等問題,美國太空總局(NASA)通過自家綠色航空計劃(Green Aviation Initiatives)致力推動航天電氣化研究,並由自家「SABERS」項目計劃研究不同固態電池的可行性。

為了擴大不同固態電池研究,NASA特別祭出「強化可充電性和安全性的固態結構電池」(Solid-state Architecture Batteries for Enhanced Rechargeability and Safety,SABERS)項目,徹底消除熱失控的可能性,因是鋰離子電池最大安全問題。

NASA工程師遇到幾項關鍵性挑戰。首要任務是確定哪種材料最能通過固體、稠密電解質保持電荷,最後看上硫和硒,並想出由煉油副產品組成的完整硫供應鏈,採用多孔石墨稀新材料,不但保留一般石墨稀的力學特性,且有更輕重量、更大表面積、更佳化學反應,有助提升製造精度,展現優秀離子導電性和儲能能力。

一般而言,固態電池常有放電電壓過低無法供電弊病,結果NASA SABERS項目研究找到提升固態電池放電電壓的新方法,並將傳統電壓提升10倍。

比起傳統鋰離子電池,NASA固態電池各方面表現都更好。首先固態硬盤重量更輕,整體電力耗損更低,最令人難以置信的,莫過於能量密度高達500Wh/kg(特斯拉Model Y 4680電池額定能量密度低於300Wh/kg)。快充時間方面,只需12分鐘就能充至80%電量,且比電動汽車常見鋰離電池多存儲50%電量,電力驅動時散熱性與耐熱性都更好,有助提升安全性。

雖然這項研究重點在為航天應用開發安全又強大的電池,但NASA發現固態電池也適用電動汽車,計劃設計兼具可擴展性且易製造的電動汽車充電方案。可預見NASA固態電池將對航天與汽車應用產生深遠影響,並徹底改變電力交通的未來。

(首圖來源:NASA)

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