英公司研發出高密度鋰硫電池：能讓電動飛機飛行230英里

據外媒報道，英國公司Oxis表示，他們已經研發出安全、高密度的鋰硫電池化學物質並將為 Texas Aircraft Manufacturing 提供 90kWh 的下一代電池組。該電池組將為電動飛機 eColt 提供動力，其能支持 2 小時、230 英里的飛行。

鋰硫電池是眾多競爭取代鋰離子成為下一代電池之王的電池技術之一。理論上，在給定大小和重量的電池中，它可以比鋰電池多容納五倍的電量。另外，由於硫是一種廉價而豐富的原材料，所以這種電池可以比目前的鋰電池要便宜很多。

不過在實際操作中它們遇到了一些問題 -- 尤其是樹突形成這個陳詞濫調，在這種樹突中，陽極上的離子沉積會形成導電材料的長尖進而導致電池短路並起火。鋰金屬陽極也傾向於以不太危險的方式降解，而這最終只會導致電池耗盡。

Oxis 電池開發負責人 Mark Crittenden 在為 IEEE Spectrum 撰寫的一篇文章中詳細介紹了其團隊是如何在陽極上使用一層薄薄的陶瓷材料來解決這些問題並由此產生比之前的鋰電池設計壽命長得多的高能電池。

" 典型的鋰離子電池設計可容納 100 到 265 Wh/kg，這取決於它已經被優化過的其他性能特性如峯值功率或長壽命，"Crittenden 寫道，"Oxis 最近開發了一種鋰硫聚合物電池原型，其被證明可以達到 470 Wh/kg，我們預計在一年內能達到 500 Wh/kg。由於這項技術還很新、有改進的空間，所以預計在 2025 年達到 600 Wh/kg 並不是不合理的。"

另外，體積密度看起來也很有前途，未來超 800 Wh/l 的目標指向一些非常隱蔽的遠程電動車，希望這一切不會太遠。

然而就壽命而言，情況似乎仍然不太好。Oxis 網站上寫道：" 在未來兩年內，我們的目標是將目前的循環壽命提高一倍，達到 500 次以上。" 不過值得記住的是，電池續航時間越長就越不需要經常充電，如果鋰硫電池可以讓手機用上兩天而不只是一天，那麼充電 500 次就可以使用三年以上。

不過這種電池被證明是安全、耐壓的，而且它還有一個額外的優勢，那就是它們可以在 0- 100% 的充電範圍內使用，而鋰離子電池通常需要保持在滿電範圍的 10- 90% 以避免過度充電。

Oxis 向 Texas Aircraft Manufacturing 展示的 eColt 則是一個 90kwh 的版本，其能量密度為 400 Wh/kg。這使得它比同類鋰離子電池組輕 40% 左右。這是 Oxis 的高功率電池組，專為高充放電率而設計，但需要犧牲掉一些能量密度。

Texas 和 Oxis 在巴西都有工廠，動力系統供應商 WEG 和提供電池管理系統的 AKAER 集團也在巴西設有工廠，所以這將會成為巴西的一個項目。

據悉，Colt S-LSA 被設計為商用航空公司飛行員的堅實訓練機，而 eColt 則被定位成新飛行員的高效、清潔訓練平台，而且由於其簡單的電動傳動系統，其運行成本也要低得多。

眼下，Oxis 正在研究其高密度電池的其他應用，尤其是在高空偽衞星市場。該公司還認為自己可以在 eVTOL 市場上擁有競爭力併為此正致力於其他固定翼電動飛機項目。此外，它還致力於公共汽車和卡車的解決方案。

據瞭解，這家公司在威爾士的電解液和陰極活性材料生產廠目前正在建設中，另外它將計劃於 2023 年左右在巴西米納斯吉拉斯的一個梅賽德斯工廠開始批量生產電池。該基地的第一階段將實現每年最多生產 500 萬個電池的目標。