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宁德时代之后，又有企业研发用于电动飞机的电池

时间:2023-04-27 17:53来源:电池联盟 作者:子蕊
点击: 次
据路透社报道，瑞典电池生产商Northvolt 在4月25日宣布，其美国子公司Cuberg已经开始着手研发适用于电动飞机的锂电池，并称此举将有助于减少碳排放。
 
据悉，飞机制造商虽然一直在探索省油技术，但因为传统锂离子电池的沉重重量，阻碍了飞机汽车制造商追随汽车公司开发电动发动机的步伐。
 
Cuberg首席执行官Richard Wang称，通过这个新项目，Cuberg将建立可认证的电池系统，从而大大提高飞机性能。
 
早在2022年7月，Cuberg宣布在锂电池开发方面取得了重大进展。
 
报道称，通过不断更新电池技术，Cuberg电池的循环寿命几乎翻了一番，同时提高了电池的容量和功率。第三方检测机构对5Ah袋式电池的测试，证实锂电池循环寿命已从370个循环延长到672个循环，容量保持率为80%。
 
结果证实，Cuberg的锂金属技术可以满足最苛刻的移动应用的所有关键性能要求。该公司正在与几家航空客户合作，满足他们需要高能量密度、功率和循环寿命的电池的要求。
 
电池联盟注意到，在此之前，宁德时代、NASA都有进行航天领域电池的研发，并取得了一定的进展。
 
01
宁德时代发布凝聚态电池
 
4月19日，宁德时代正式发布全新的凝聚态电池，其单体能量密度高达500Wh/kg，属于航空级电池。
 
宁德时代首席科学家吴凯表示，这是宁德时代在电池上的一个重要巨大突破，凝聚态电池拥有安全性高、可靠性强、循环寿命长等特点。该电池可以快速量产，接下来车规级产品也会推出。
 
据悉，宁德时代的凝聚态电池由于其电解液完全不同于普通液态锂离子电池的电解液呈完全100%的液态状态，而是一种半固态化的胶质状态，这使得凝聚态电池既能完成锂离子在正负极的传导工作，也因为电解液本身的粘性使得流动性降低，能提高动力电池整体的安全性能，避免了传统液态锂离子电池的热失控的巨大风险。
 
此外，凝聚态电池在具备高安全性能的同时，也具备了优秀的充放电的能力，让此前需要排长队，长时间充电的麻烦得以减缓。
 
宁德时代方面表示，此次电池开发“为载人飞机的电动化开启了新的愿景”，暗示了其作为载人飞机动力源的可能性。目前，公司正在进行民用电动载人飞机项目的合作开发，执行航空级的标准与测试，满足航空级的安全与质量要求。
 
02
NASA为电动飞机打造固态电池
 
2021年4月，美国航空航天局NASA宣布，该机构的电池研发部门SABERS决定从零开始为电动飞机打造固态电池。据其发布的公告，他们已经研发出了全新航空级固态锂离子电池，这种电池的密度达到500Wh/kg。该电池密度大幅度提升，可以在高温状态下持续工作，且安全系数达到现有汽车电池的双倍，极大减少了汽车自燃的风险。
 
电池的结构方面，该电池将使用扁圆形造型的正负极，然后进行串并连接，并且中间使用了分离器。这样的好处就是电池可以大幅度地集成，减少了单个电池的外包装，减轻了整个电池的重量。
 
最新消息是，为了解决电池技术未来电动飞机可能面临的功率密度、重量，体积、稳定性、安全、散热及快充次数等问题，NASA通过自家绿色航空计划致力推动航天电气化研究，并由自家“SABERS”项目计划研究不同固态电池的可行性。
 
一般而言，固态电池常有放电电压过低无法供电弊病，NASA SABERS项目研究找到提升固态电池放电电压的新方法，并将传统电压提升10倍。
 
03
电动飞机用电池有哪些痛点?
 
去年7月，中国科学院物理研究所研究员李泓在江苏溧阳的电动航空创新技术峰会上指出，电动航空的发展瓶颈之一是动力电池，目前的动力电池在能量密度、安全性、循环性方面与电动航空技术指标需求仍有明显差距，未来可能会与燃料电池混合使用。
 
据介绍,电动飞机上的动力电池，必须拥有更高的能量密度、更高的安全性，毕竟电动车路上起火尚有5分钟的逃生机会，但空中起火，对乘客来说就是致命威胁。但是，大型飞机的长航程特性又需要更高的能量密度，而这又将增加热失控风险。
 
李泓说：“一般来说，电动汽车的电池能量密度达到400Wh/kg，单次充电已能承担上千公里的续航里程。但对电动飞机来说，大量报告指出，电池电芯至少要达到420Wh/kg，这是一个非常高的要求，目前还做不到。而即使是电力混合推进，一架单通道飞机所需的电池容量也相当可观。”
 
美国NASA燃气-电混合推进项目的技术负责人谢丽尔·褒曼曾表示：“驱动一架巡航状态的大型飞机至少需要1000Wh/kg的能量密度。”美国NASA和麻省理工学院联合进行的电池研究结果显示，在未来10到15年内会有不同的化学电池的组成可以达到1000-1500Wh/kg的能量密度水平。
 
而且，按照目前的技术，大型飞机想用上电动电池，重量是一大难题。中国商飞能源与信息技术项目办主任查振羽在演讲时举例称，一架从北京到上海的90座飞机，需要大概3.6吨的航空燃油，换算下来，动力电池要达到相似的能量密度（按400Wh/kg算）的重量高达45吨。单电池的重量过重,可能会制约飞机的航程，所以必须不断提高锂电池的能量率，否则会制约飞机的航程。
 
还有专家指出，相较于新能源车，航空业发生热失控的几率更大，且出现事故时，“天上飞”比“地上跑”的次生灾害更严重。
 
在业界看来，相较于容易燃烧的液态电池，固态电池成为兼顾安全性与能量密度的突破路线之一。
 
华泰证券最新报告指出，安全性高、能量密度高是车用固态电池产业化发展的主要驱动力，政府、车企及电池企业都大力投入。全固态电池制造仍有众多科学难题未解，产业端预计2030年开始规模化量产。
 
国内企业主要采取固液混合路线，固液混合电池已进入规模量产的工程化阶段，3-5年后可能成为中高端市场主流技术，在新能源汽车、消费电子、航空航天等领域得到应用。预计2025年/2030年全球固态电池市场空间有望达到439/3634亿元。
 
(责任编辑：子蕊)
文章标签： 电池 电动飞机
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