固態電池翱翔天際:410 Wh/kg 能量密度助飛行器攀升至24,000英尺
一支研究團隊將固態電池應用於改裝動力滑翔機,成功達成410 Wh/kg的能量密度,遠超傳統鋰離子電池的250 Wh/kg,並搭配機翼太陽能板讓飛行器爬升至24,000英尺(約7,315公尺)。固態電池以固態鋰陽極取代石墨陽極,不僅提升能量密度,更因固態電解質不易燃燒而降低熱失控風險,被視為電動航空商業化的關鍵技術突破。

文章重點
- 研究團隊在改裝動力滑翔機上測試固態電池,能量密度達410 Wh/kg,較傳統鋰離子電池250 Wh/kg提升約64%。
- 搭配機翼太陽能板,搭載固態電池的測試飛行器成功攀升至24,000英尺(7,315公尺)高空。
- 固態電池採用固態鋰陽極與不可燃固態電解質,熱失控風險顯著低於現行液態電解質鋰電池。
- 固態電池商業化的最大障礙是大規模量產成本,而非技術實現本身,此問題與藻類生質柴油、碳捕捉技術面臨相同困境。
- 電動航空若能普及,有望仿效電動車模式大幅降低運營成本,推動航空業去碳化。
在人類追求的革命性技術清單中,核融合能源、量子電腦、完全自動駕駛汽車始終是遙不可及的存在,而能讓人類徹底擺脫化石燃料依賴的電池技術,似乎也長期位列其中。雖然鋰電池已推動地面電動運輸的發展,但其能量密度仍不足以支撐完整的電氣化應用,在航空領域尤為明顯。然而,固態電池(Solid-State Battery)或許正站在改寫這一切的門檻上——一支研究團隊近日已將固態電池實際應用於測試飛行器,為這項新興電池技術的發展取得重要突破。
技術核心:固態鋰陽極大幅提升能量密度
固態電池能量密度大幅提升的關鍵,在於採用固態鋰陽極(solid lithium anode),其能量密度遠高於現行液態電解質電池所使用的石墨陽極。此外,固態電池的安全性同樣優於傳統鋰離子電池——由於固態電解質通常不具可燃性,電池發生**熱失控(thermal runaway)**的風險也顯著降低。
實測成果:飛升至7,315公尺高空
此次測試採用一架改裝動力滑翔機作為載具,結果相當亮眼:
- 使用標準鋰離子電池組:能量密度達 250 Wh/kg
- 使用新型固態電池:能量密度提升至 410 Wh/kg
- 搭配機翼安裝的太陽能板,飛行器成功攀升至 24,000英尺(7,315公尺)
能量密度提升約64%,為電動飛行器的續航能力帶來實質改善。
從動力滑翔機到商業航班,路還很長
當然,動力滑翔機距離電池驅動的商業客機仍有相當大的差距。然而,此類測試對於推動航空業去碳化(decarbonization)至關重要——航空業是目前對全球氣候影響最深遠的產業之一。若電動飛機能像電動車(EV)相較內燃機車輛般大幅降低營運成本,航空旅行的費用也有望隨之下降。
量產才是真正的門檻
固態電池的普及,最大阻力並非技術實現,而是如何以具成本競爭力的方式實現大規模量產。這與藻類生質柴油或經濟可行的碳捕捉技術遲遲未能普及的原因如出一轍——技術可行,但製造成本仍是橫亙在前的高牆。
一旦固態電池的量產問題獲得解決,從無人機、通用航空到商業航班的全面電氣化,或許將不再只是遙遠的願景。
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本文由 LAETimes 編輯部審核發佈 ·


