據(jù)外媒New Atlas報道，鋰離子電池在為智能手機(jī)、筆記本電腦甚至汽車供電方面做得很好，但電動飛行對這種能源儲存的首選方案提出了一些獨特的挑戰(zhàn)。科學(xué)家們現(xiàn)在展示了一種新型的鋰電池，它利用創(chuàng)新的高溫充電技術(shù)，在短短5到10分鐘內(nèi)就能為空中旅行提供足夠的能量。
與在高速公路上為汽車提供動力相比，使用電力系統(tǒng)和電池進(jìn)行飛行是如此困難，原因是所有這些沉重的裝備都需要被拖到空中。電池可以存儲多少能量并且仍然足夠輕以供飛機(jī)起飛是有限制的，這與傳統(tǒng)的、基于煤油的噴氣燃料所提供的能量密度相比顯得相形見絀。
使這些電池每公斤能夠攜帶更多的能量是電動航空業(yè)面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一，盡管也有其他因素需要考慮。這些因素包括快速充電時間，以保持飛機(jī)的移動，避免低效的電池更換，并使這些電池具備提供所需能量的能力。
賓夕法尼亞州立大學(xué)的機(jī)械工程師、該研究的作者王超洋說：“飛行汽車的電池需要非常高的能量密度，以便你能在空中停留。而且它們在起飛和降落時也需要非常高的功率。它需要大量的動力來垂直上升和下降。”
王超洋和他的同事所展示的新技術(shù)實際上是建立在他們幾年前開發(fā)的實驗性電池的基礎(chǔ)上。傳統(tǒng)上，鋰電池只能在一定的溫度范圍內(nèi)安全運行。研究人員通過一個獨特的設(shè)計找到了解決這個問題的方法，該設(shè)計使用一個連接到負(fù)極的薄鎳箔，可以在30秒內(nèi)將電池迅速加熱到60℃（140°F）。電池在這個溫度下只保持了10分鐘，然后又迅速冷卻。
這足以利用更高的工作溫度所提供的更高的充電效率，但避免了退化和鍍鋰。2019年，科學(xué)家們通過建造一個原型電池證明了這一點，該電池可以在10分鐘內(nèi)為電動汽車充電，提供長達(dá)300英里（480公里）的續(xù)航能力，現(xiàn)在他們已經(jīng)為eVTOL（電動垂直起降）飛機(jī)定制了該技術(shù)。
該團(tuán)隊說，新的實驗性電池具有為一架eVTOL飛機(jī)提供50英里（80公里）旅程所需的密度，但由于采用了高溫充電技術(shù)，可以在5至10分鐘內(nèi)完成充電。為了證明該設(shè)計的持久性，該團(tuán)隊還表明，這種性能可以維持2000個快速充電周期。
王超洋表示：“在正常情況下，eVTOL電池所需的三個屬性是相互作用的。高能量密度減少了快速充電，而快速充電通常減少了可能的充電周期的數(shù)量。但是我們能夠在一個電池中做到這三點。”
該團(tuán)隊建造的電池并不是要被扔進(jìn)飛行出租車準(zhǔn)備起飛。相反，它的開發(fā)是衡量這種類型的交通工具對電池的獨特要求的一種方式，這將涉及頻繁的起飛和降落以及大量的充電，并為以可行的方式將它們結(jié)合起來的技術(shù)打下基礎(chǔ)。
“我希望我們在這篇論文中所做的工作將給人們一個堅實的想法，即我們不需要再過20年就能最終得到這些車輛，”王超洋說。“我相信我們已經(jīng)證明，eVTOL在商業(yè)上是可行的。”
