解释:更高能量密度的电池可以为航空旅行提供动力吗?

世界上最大的电池制造商之一，CATL该公司最近推出了其新型浓缩电池，其能量密度达到了令人印象深刻的500 Wh/kg。这一点的重要性可以从该公司利用其新电池为客机充电的想法中判断出来。是的，它还不是另一个没有明确商业生产日期的“演示器”。该公司预计这项技术将在今年投入大规模生产。值得注意的是，宁德时代也在与合作伙伴一起开发电动客机，实施航空级标准，并根据航空级安全和质量要求进行测试。

让我们来理解是什么让能量密度如此重要，以及它扮演着什么关键角色。

什么是能量密度?

电池的能量密度是指电池每单位重量或体积所能储存的能量。一般用每公斤瓦时(Wh/kg)或每升瓦时(Wh/L)来计量。

能量密度越大越好

更高的能量密度是理想的，这意味着电池可以在给定的重量或体积下存储更多的能量。更高的能量密度使电池更适合于大量的应用，例如电动汽车和便携式电子设备，在这些应用中，重量和空间是重要的考虑因素。对于电动汽车来说，更大的能量密度允许电动汽车一次充电行驶更远。此外，增加的能量密度也会使电动汽车更高效，因为它需要更少的能量来充电，并且能够向电机提供更多的动力，从而获得更好的加速和整体性能。当然，电池重量更小，给设计师更多的空间来打包功能。

一般来说，锂离子电池的能量密度在260-270 Wh/kg之间。例如，宁德时代的麒麟电池最近进入了全面生产，承诺高达255 Wh/kg，并正在集成到ZEEKR 009等电动汽车车型中。特斯拉内部生产的4680型电池的能量密度为244Wh/kg，而特斯拉在美国的远程汽车中使用的松下2170电池的能量密度为269 Wh/kg。现在，宁德时代的500 Wh/kg电池带来了一声巨响，这可能会改变全电动领域的游戏规则，因为它仍在等待长期承诺的固态电池的可行规模生产。

寻找更高的能量密度并不新鲜

锂离子电池技术为我们今天在汽车上使用的大多数电池提供动力。但锂电池供应链的问题也有很好的记录。因此，对更长距离和更高效率的需求促使科学界和研究人员尝试开发更先进的电池技术，不仅是为了扩大电池的使用，包括在航空旅行等新领域，使其更环保，而且是为了扩大更广泛的电动汽车市场。2022世界杯决赛竞猜这导致了几种新的有前途的电池技术的发展，这些技术可以增强甚至取代锂离子电池。以下是一些领跑者。

固态电池

众所周知，固态电池比锂离子电池效率更高，因为它们可以在相同大小的电池中存储更多的电力。这使得它们成为电动汽车(ev)的潜在游戏规则改变者，因为它们可以帮助减小电池尺寸，充电时间和整体重量，从而增加电动汽车的续航里程。

此外，固态电池的寿命更长，与锂离子电池相比，在其寿命期间可以充电多达7倍。它们也被认为更安全，因为固体电解质材料是防火的，不像锂离子电池，众所周知，锂离子电池有火灾风险。

虽然这项技术仍处于早期应用阶段，但固态电池可能很快就会成为电动汽车的动力来源。例如，在2023年，汽车制造商宝马宣布该公司将开始测试固态电池公司Solid Power开发的用于其电动汽车的固态电池。

科学家表示，固态电池的能量密度约为350 Wh/kg。NASA将其电池技术提升到了一个新的水平声称实现了能量密度的突破，固态电池的能量密度达到了惊人的500 Wh/kg。

锂硫电池

锂硫(Li-S)电池是传统锂离子(Li-ion)电池的一种很有前途的替代品，可用于大规模储能系统和电动汽车。Li-S的一个主要优势是其前所未有的能量密度。它的理论容量高达2500 Wh/kg，大大超过了大多数锂离子电池，可以在单个电池中存储两倍的电量。

然而，锂电池目前的寿命较差。此外，硫磺价格低廉且储量丰富，这可能意味着成本更低。由于这些电池的制造过程与锂离子电池的制造过程类似，因此同样的设备也可以用于生产。

电动汽车电池制造商Conamix正在努力使锂硫电池成为现实，目标是在未来五年内将其商业化。Conamix还声称，锂- s电池的生产能耗更低，成本降低了25%以上。这种新电池技术的主要缺点之一是腐蚀，尽管新的设计正在进行中，以遏制它。另一个缺点是，这些电池在当前状态下的续航时间不如锂离子电池长——大约是现有充电周期的一半。

金属气质电池

金属-空气电池使用金属阳极和空气中的氧气作为阴极。这些电池可以潜在地实现非常高的能量密度，因为空气中有丰富的氧气，金属阳极可以储存大量的能量。金属空气电池具有倍率性能好、能量密度高、低碳可持续性等优点。例如，锂空气电池的能量密度约为12000 Wh /公斤，明显高于锂离子电池。即使副产品主要是金属氧化物，也不会污染环境。

众所周知的金属空气电池有锂空气电池、铝空气电池、锌空气电池、钠空气电池等。每一个人2022世界杯决赛竞猜预计到2027年，金属空气电池市场规模将从2022年的4.98亿美元增长到9.93亿美元，2022年至2027年的复合年增长率为14.8%。

对高能密度存储解决方案的需求不断增长，以及电子设备向锌空气电池的重大转变，是推动这一市场增长的一些主要因素。

目前，金属-空气电池已成为世界范围内研究的热点，并在近十年来取得了长足的进步。2022世界杯决赛竞猜锌-空气电池电解液与阳极的腐蚀以及铝-镁-空气电池的快速放电是制约金属-空气电池发展的原因之一。

总之……

电池能量密度是最重要的指标之一，随着技术的进步，电池能量密度可能会得到提高，从而有助于将零排放推进技术推广到航空领域。随着各种各样的电池技术的研究，以提高电池的能量密度，我们可能不会太遥远地看到航空部门由电力驱动。2022世界杯决赛竞猜宁德时代的500 Wh/kg能量密度电池是电池技术领域的一个重要发展。然而，在航空旅行的梦想成为现实之前，还有很长的路要走。