在近日《焦耳》杂志上发表的一篇论文中，宾夕法尼亚州立大学的一个研究团队正在探索电动垂直起降(eVTOL)车辆的需求，并设计和测试潜在的电池电源。
该论文成果由美国国家发明家科学院院士王朝阳担任通讯作者。他表示，在缩小飞行器和电池包尺寸的前提下，电池还需要快速充电，以便在高峰时段获得高收入。他希望看到这些车辆经常起飞和降落，充电又快又频繁。
“从商业角度来看，我预计这些车辆将在高峰时间一天行驶两趟，每趟行驶15次，以证明它们的成本是合理的。”“第一次使用可能是从一个城市到一个机场，大约50英里内可以载3-4个人。”
重量也是这些电池的一个考虑因素，因为车辆将不得不提升和降落电池。一旦eVTOL起飞，短途旅行的平均速度将为100英里每小时，长途旅行的平均速度为200英里每小时。
研究人员对两个能量密集的锂离子电池进行了实验测试。实验显示，对于一款 215Wh/kg 的电池，热调控技术可在5分钟内充满80公里飞行距离所需的能量，且电池寿命可达到3800循环。对于另一款更高能量密度（271 Wh/kg）的电池，热调控可实现10分钟充电，且寿命达到2000循环。
团队使用了他们一直在研究的电动车电池技术。关键是加热电池，让电池快速充电，还可避免析锂这一电池快充的最大杀手。事实证明，加热电池也可以快速释放电池中的能量，以保证起飞和降落。
采用高温快充方法，研究人员使用镍箔加热电池，使电池迅速达到140℉。他们把一片10微米的镍箔，放进电池芯中作为发热体，电池自身能量可让电芯极速升温，通过热调控技术即可实现电池无损伤快充和大功率输出。
“在正常情况下，eVTOL电池的三个特性是相互矛盾的。”“高能量密度会降低快速充电，而快速充电通常会减少可能的充电周期。但我们可以在一个电池中做到这三点。”
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