美国宇航局首席执行官：这种新电池将摧毁整个电动汽车行业

多年来，电动飞机的梦想一直在酝酿之中。现在，随着 NASA 发明了一种改进后的新型电池，这一愿景已准备就绪。 NASA 工程师设计的革命性技术有望为电动飞机带来前所未有的效率和动力水平。通过为飞行提供可靠的可再生能源，这一发展标志着航空史上的一个重要里程碑。这种新电池如何工作？是什么让它比目前可用的更好？电池技术的这一突破能否激发人们对太空探索和太空旅行进一步发展的新兴趣？让我们深入挖掘 大型飞机仍然使用化石燃料作为主要能源，这种情况可能会持续很多年。

然而，通过其绿色航空项目，NASA 一直在研究航空航天电气化方面处于领先地位，尽管电池技术适用于某些轻型应用，如无人机、车辆、无人机和比飞行器更轻的车辆。它不能为客机和直升机等大型飞机提供足够的功率密度或射程。此外，电动汽车和大型消费电子产品都依赖锂离子电池，但这些电池不符合航空航天法规的严格安全要求。因此，在装有锂离子电池的包装上，标签上写着“不适用于航空货物”或“注意包装是否破损”的情况很常见。现在，随着人们对环保飞行需求的认识不断提高，越来越多的各种尺寸的飞机都在考虑安装电池供电的电力推进系统。因此，NASA 增加了对替代固态电池的电气化计划调查，以消除对液体电解质化学品的需求。这将解决锂离子电池最严重的安全问题——热失控。那么问题来了，有没有更好的方法来构建完全安全的？

不会发生故障甚至着火 电池在现代生活中的普及与许多人最终外出或停止工作的现实相矛盾。更频繁地给它们充电很麻烦，但维修或更换的成本可能会很快增加。更大的电池和设备，如悬浮滑板和汽车，甚至被发现会自燃，因此 NASA 的工程师正在考虑使用固态电池。他们想找到解决固态电池许多重大问题的方法。第一步是确定与厚固体电解质结合时最有效储存电荷的物质。这些团队决定使用硫和硒，他们计划使用来自炼油的间谍产品作为硫供应链的一部分。他们还使用了一种新物质，一种多孔形式的石墨烯，它保持了普通石墨烯的机械性能，同时显着减轻了它的重量。

多孔石墨烯、增加的表面积、化学反应性和精确制造增强了材料的离子电导率和能量存储。美国国家航空航天局团队还发现了提高固态电池放电电压的技术，该电压以前太低而无法有效地为电子设备供电。最初的研究将这个标准电压提高了 10 倍，而随后的研究将其提高了 5 倍 NASA 知道固态电池可能在汽车应用中有用，但其主要目标是生产安全、强大的电池用于航空航天用途。该团队希望为电动汽车创建一个模块化电池系统，可以轻松扩展以满足需求。 NASA 开发的固态工厂有可能在包括航空航天和汽车在内的各个领域产生巨大的变化。

这一成就具有深远的影响，并有可能彻底改变电动交通的格局。这给我们带来了 na 的电池差异。特斯拉 Model Y 四、六、八零电池的能量密度在每公斤 300 瓦时以下。另一方面，NASA 的 sabass 电池技术甚至超过了这些值，拥有惊人的每公斤 500 瓦时的能量密度。然而，与通常需要更长充电时间的锂离子电池不同，固态电池已被证明可以在 12 分钟内充电 80%。除了比标准锂离子电动汽车电池需要更少的冷却外，新技术还可以多储存 50% 的能量。这通过允许在比传统锂离子电池更高的温度下运行并减轻重量来提高安全性。电动汽车和航空业将从这项创新技术中受益匪浅，这可能有一天会实现。

比以往任何时候都更省油、更安全的运输，什么是 sabers 以及它要做什么，因为 sabers 项目代表固态架构电池以增强可充电性和安全性，研究如何通过探索使用切割来制造更安全的电池边缘材料和创新的设计方法。目标是开发一种比目前锂离子电池销量高得多的电池。然而，与标准电池不同的是，这种电池不会随着时间的推移而退化、着火或在出现任何问题时将人员置于危险之中。

位于克利夫兰克利夫兰的格伦研究中心的研究员 Lead Sabers 说，我们决定我们需要从头开始开发一种电池，以适应电动飞机的独特性能要求，而不是从货架上取下电池。事实证明，固态电池可以满足这种需求。与传统电池相比，Sabre 提出的电池不会使用任何液体，因为固态电池可以承受更大的损坏，并且与包含液体的电池相比，安全问题更少。该项目着眼于可能使用某种硫和硒的混合物来储存电荷。

Vano 说，固态硫硒电池摸起来很凉爽，不会着火。它比锂离子电池更纤薄，并且具有更好的能量存储。它可以承受打击并仍然运行，通常是在不太理想的条件下。作为奖励，硫磺通常是炼油过程中的副产品。该元素在全球各地的库存中都很容易买到。想象力和创造力可以将这种副产品转化为绿色交通的燃料。

saber 的另一个特点是创造性思维的运用。该项目旨在用以前未经测试的材料制造电池。神圣的石墨烯和 NASA 创造了具有非常高导电性的组件。以其表面的孔洞命名，使空气能够通过，这只是一个例子。它可以很容易地回收利用，并且不会以任何方式危害地球。 Fiano 进一步表示，这种材料从未在电池系统中使用过，我们正在将它与其他从未使用过的材料结合起来。

Sabers 有进步吗？众所周知，固态电池的放电速度较慢。换句话说，一次从电池中流出的电量太少了。但 saber 的科学家们几乎将放电率提高了四倍，因此更大的电路现在可以用于固态电池。 Rigiano 说我们超出了目标。随着更多的发展，我们可以进一步提高这个速度。该项目的目标和成功引起了 Uber 和其他几家希望为未来先进空中机动环境制造车辆的公司的注意。测试电池设计是项目开发的下一阶段。这将包括在现实场景中测试它的步伐，检查是否存在任何潜在的安全问题，并收集有关其性能的信息。如果效果不错，我们就可以开始想办法找tunor design了。

在那之前，安全必须是第一位的。目前正在进行的大多数电池研究都是针对汽车行业的，汽车行业的安全标准通常不如航空业严格，而航空业的电池承受的压力更大。通过证明生产更安全的电池在技术上可行且在商业上具有吸引力，sabas 希望为建立这一新的、更高的飞机使用标准做出贡献。这些固态电池应该具备哪些特性才能驱动电动飞机？基于对操作实用电动飞机可能需要什么的分析？ Sabers 关注的五个考虑因素是安全性、能量密度、放电率、封装设计和可扩展性。

首先要考虑的是这些电池的安全性。此外，它们必须有效地储存和释放大量能量。它们的建造应极其小心和精确，并具有圆滑紧凑的外形。 Sabre 的最终目标是确定用于电动飞机的安全电池在技术上是否可行。如果这些发展取得成功，它们可能会迎来一个新的航空储能时代。融合航空解决方案项目（其中 savvers 是分开的）的目标是为 NASA 研究人员提供评估其想法的可行性的方法，以解决航空业一些最紧迫的技术挑战，并决定这些想法是否可行值得 NASA 或行业进一步调查。

与使用液态电解质的传统锂离子电池相比，NASA 固态电池在能量密度和重量减轻方面具有显着优势。电动汽车、宇宙飞船、机器人和消费电子产品只是固态电池众多可能用途中的一部分，因为它们具有极高的可靠性、快速充电速率和紧凑性，毫无疑问，固态电池将继续在塑造中发挥重要作用随着技术的发展，我们的未来。