鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:555次 | 2019年03月06日
日本將在月球開(kāi)展固態(tài)電池實(shí)驗(yàn)
想要在太空中使用固態(tài)電池,聽(tīng)起來(lái)不像是什么新鮮事。但問(wèn)題在于,這項(xiàng)技術(shù)在地球上,也尚未普及。盡管如此,還是有不少初創(chuàng)企業(yè),希望盡快在月球上開(kāi)展電池實(shí)驗(yàn)。之所以如此積極,是因?yàn)樗吹搅宋磥?lái)月球探索的光明前景。諸如ispace等私營(yíng)或國(guó)有機(jī)構(gòu),都在競(jìng)相將機(jī)器人和實(shí)驗(yàn)儀器送往月球。但在抵達(dá)這顆衛(wèi)星之后,需要考慮長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有太陽(yáng)照射的后備能源方案。
有太陽(yáng)和沒(méi)太陽(yáng),月球上會(huì)經(jīng)歷極端的溫差。想要找到一種足夠承受這種溫度波動(dòng),但仍能有效儲(chǔ)存能量的電池,對(duì)月球探索有著重大的意義。
固態(tài)電池,或許是一種很有前途的解決方案。與普通電池相比,其采用了固態(tài)電解質(zhì),你可以將它簡(jiǎn)單認(rèn)作傳統(tǒng)鋰離子電池的超級(jí)版本。
為了幫助帶電粒子從電池的兩極之間移動(dòng),鋰離子需要依賴(lài)于一種易燃的液體作為電解質(zhì)。遺憾的是,即便在地球上,這種液體也會(huì)造成一些問(wèn)題。
在高溫下,電解質(zhì)可能導(dǎo)致電池失效起火、甚至讓手機(jī)等設(shè)備爆炸。在低溫環(huán)境下,電解液會(huì)被凍成固體,導(dǎo)致電池大幅衰減。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
作為對(duì)比,固態(tài)電池中的電解質(zhì),經(jīng)過(guò)了特別精心的設(shè)計(jì)。盡管沒(méi)有使用液體來(lái)包裹,這種固態(tài)材料仍能幫助離子來(lái)回移動(dòng)。
瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室固態(tài)電池研究員、博士生Francesco Pagani表示:
固態(tài)電池?zé)o需液體來(lái)包裹一切,而是將不同的部分堆疊成固體層,且能夠讓電池變得更加緊湊與傳統(tǒng)鋰離子電池相比,固態(tài)電池能夠保存更多的能量、充電速度也更快。
理論上,它能夠更好地經(jīng)受月球的劇烈溫差,從陽(yáng)光照射下的260℉(127℃)、到陰影下的-280℉(-173℃)。就算過(guò)熱,也不會(huì)輕易燃燒或爆炸。
雖然在極端的低溫下,固態(tài)電池的充電速度會(huì)變慢,但至少它可以在太空環(huán)境下存活。如果換成鋰離子電池,根本就沒(méi)有考慮的必要。
標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
據(jù)悉,規(guī)劃中的月球固態(tài)電池,將由日本的NGKSparkPlug制造。雖未確定這種固態(tài)電池的確切規(guī)格,但已知其將使用陶瓷材質(zhì)的電解質(zhì)(特點(diǎn)是相當(dāng)穩(wěn)定,因此極受歡迎)。
目前其計(jì)劃做一些相當(dāng)基本的測(cè)試,以驗(yàn)證電池是否能夠在月球的真空環(huán)境中存活和保持電荷,其希望這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛲卣固针姵氐目尚行浴?/p>