近日，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（中国新能源材料与器件第五届学术会议）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。
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（中国新能源材料与器件第五届学术会议）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。
据了解，SABERS 已经与几个合作伙伴合作，包括佐治亚理工学院、阿贡国家实验室和西北太平洋国家实验室，以进一步推进这项前沿研究。
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