據外媒New Atlas報道，鋰離子電池在為智能手機、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。科學家們現在展示了一種新型的鋰電池，它利用創新的高溫充電技術，在短短5到10分鐘內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，使用電力系統和電池進行飛行是如此困難，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並且仍然足夠輕以供飛機起飛是有限制的，這與傳統的、基於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面臨的關鍵挑戰之一，儘管也有其他因素需要考慮。這些因素包括快速充電時間，以保持飛機的移動，避免低效的電池更換，並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的機械工程師、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實際上是建立在他們幾年前開發的實驗性電池的基礎上。傳統上，鋰電池只能在一定的溫度範圍內安全運行。研究人員通過一個獨特的設計找到了解決這個問題的方法，該設計使用一個連接到負極的薄鎳箔，可以在30秒內將電池迅速加熱到60℃（140°F）。電池在這個溫度下只保持了10分鐘，然後又迅速冷卻。
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分鐘內為電動汽車充電，提供長達300英里（480公里）的續航能力，現在他們已經為eVTOL（電動垂直起降）飛機定製了該技術。
該團隊說，新的實驗性電池具有為一架eVTOL飛機提供50英里（80公里）旅程所需的密度，但由於採用了高溫充電技術，可以在5至10分鐘內完成充電。為了證明該設計的持久性，該團隊還表明，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量。但是我們能夠在一個電池中做到這三點。”
該團隊建造的電池並不是要被扔進飛行出租車準備起飛。相反，它的開發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，並為以可行的方式將它們結合起來的技術打下基礎。
“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。“我相信我們已經證明，eVTOL在商業上是可行的。”
這項研究發表在《Joule》雜誌上。