美国创新电池技术兼具飞行三大必要条件

研究人员表示，“在正常情况下，eVTOL电池的三个特性是相互矛盾的。高能量密度会降低快速充电，而快速充电通常会减少可能的充电周期。但我们可以在一个电池中做到这三个特性。”

时至21世纪，随着科学技术的发展，科学家们正不断探索新的发明，例如飞行汽车。据报道，宾夕法尼亚州立大学的一个研究团队正在探索电动垂直起降(eVTOL)车辆的需求，并设计和测试潜在的电池电源。

“我认为飞行汽车有潜力节省大量时间，提高生产率，为交通运输开辟天空走廊，”宾夕法尼亚州立大学电化学发动机中心主任Chao-Yang Wang说，“但电动垂直起降车对电池来说是非常具有挑战性的技术。”

研究人员定义了飞行汽车电池的技术要求，并于2021年6月7日在知名科学期刊《焦耳》(Joule)杂志报告了一个原型电池。

“飞行汽车的电池需要非常高的能量密度，这样你才能在空中停留，”Wang说：“它们在起飞和降落时也需要非常大的动力。它需要很大的能量才能垂直上下移动。”

Wang指出，电池还需要快速充电，以便在高峰时段获得高收入。他认为，这些车辆需要频繁地起飞和降落，并迅速和经常充电。此外，重量也是这些电池的一个考虑因素。

据悉，研究人员对两种能量密集的锂离子电池进行了实验测试，它们可以在5到10分钟内为50英里的eVTOL旅程充入足够的电量。这些电池在其使用寿命中可以维持超过2000次的快速充电。

Wang和他的团队使用了他们一直在研究的电动汽车电池的技术，关键是允许快速充电而不伤及电池的锂尖峰。事实证明，对电池进行加热也可以使电池中持有的能量快速放电，从而实现起飞和降落。

研究人员使用镍箔加热电池，使电池迅速达到华氏140度。Wang说：“在正常情况下，eVTOL电池的三个特性是相互矛盾的。高能量密度会降低快速充电，而快速充电通常会减少可能的充电周期。但我们可以在一个电池中做到这三个特性。”

飞行汽车的一个独特之处在于，它的电池必须一直保持一定的电量。例如，手机电池在完全放电后再充电时效果最好，但飞行汽车电池在空中永远不能完全放电，因为需要电力来保持在空中和降落。飞行汽车电池总是需要有一定的安全系数。

如果电池是空的，充电的内部阻力很低，但剩余电量越高，越难将更多的能量推入电池。通常情况下，随着电池的填充，重新充电的速度会减慢。然而，通过加热电池，充电可以保持在5到10分钟的范围内。

“我希望我们在这篇论文中所做的工作将给人们一个坚实的想法，即我们不需要再过20年才能最终得到这些车辆，”Wang补充称，“我相信我们已经证明，eVTOL在商业上是可行的。”

原标题：让汽车起飞不再是梦！美国创新电池技术兼具飞行三大必要条件