NASA固态电池研究新进展：能量密度比现今电池高一倍

美国国家航空航天局（NASA）从事增强可充电性和安全性的固态结构电池（SABERS）项目的研究人员在开发一种创新的电池组方面取得了进展，这种电池组比今天普遍用于电动汽车和大型电子产品的电池更轻、更安全、性能更好。他们的工作旨在通过研究固态电池在航空应用中的使用来改进电池技术，如电动飞机和先进空中交通（Advanced Air Mobility）。

与工业标准的锂离子电池不同，固态电池不含液体，而液体会导致过热、起火和长时间失去电荷等有害情况。与标准锂离子电池相比，固态电池可以储存更多的能量，在极端的环境中表现也更好。

电池性能是开发电动飞机的一个关键方面，这些电池必须有效地储存为飞机提供动力所需的巨大能量，同时保持轻量化。而且，电池必须以超快的速度释放能量，为电动飞机提供动力。

为了实现这一点，SABERS 团队已经用尚未用于电池的创新材料进行了实验，这些材料在功率放电方面取得了重大进展。在过去的一年里，他们成功地将电池的放电率提高了 50 倍，使研究人员更接近他们为大型车辆提供动力的目标。


这幅插图描述了 SABERS 公司固态电池的内部

除了新材料之外，美国宇航局的团队还使用了革命性的电池包装，这使得它能够减轻电池的大部分重量，并增加能够储存的能量。与将单独包装的电池连接起来的普通电池不同的是，SABERS 的电池是将所有的电池垂直地堆放在一个外壳内。通过这种设计，SABERS 已经证明了固态电池的能量密度可达 500 瓦时 / 千克，是现代电动汽车电池的两倍多。作为对比，目前特斯拉的 4680 电池的单体能量密度约 300 瓦时 / 千克，电池组能量密度为 217 瓦时 / 千克。宁德时代发布的第三代 CTP 麒麟电池，能量密度为 255 瓦时 / 千克。

位于克利夫兰的美国宇航局格伦研究中心的 SABERS 首席研究员 Rocco Viggiano 说：“这种设计不仅减少了 30% 至 40% 的电池重量，而且还使我们能够将它所能储存的能量增加一倍甚至两倍，远远超过了被认为是最先进的锂离子电池的能力。”

此外，固态电池在发生故障时不会起火，并且在损坏时仍能运行，这使它们在航空领域的使用具有吸引力。SABERS 的研究人员已经在不同的压力和温度下测试了他们的电池，并发现它可以在几乎是锂离子电池两倍的温度下运行，而不需要那么多冷却技术。该团队正在继续在更高的温度和压力下进行测试，推动技术的极限。