它的優勢很多,高能量密度、超快充電能力、高安全性。
固態電解質不易燃、不漏液;液態負極無枝晶;結構自適應無介面失效風險;以及長迴圈壽命。
電池的自適應結構能有效緩解體積變化應力,正極材料被拓撲骨架穩定,液態負極無粉化。
還具備寬溫域工作優勢,固態電解質和液態金屬能在寬溫度範圍內穩定。
此外,在設計上也具備靈活性,可設計成各種形狀,這得益於固態和液態金屬的自適應特性。
不過固態晶格能量電池也不是一點劣勢都沒有。
首當其衝的就是製造成本高,mtged工藝極其複雜、耗時、耗能,需要昂貴的裝置和環境控制。
材料成本也高。
鎵、銦等諸多特定稀土元素、精密製造的拓撲材料成本高昂。
不過好在稀土材料這玩意兒,國內的供應沒有問題,也不用擔心會被人卡稀土材料的脖子,反而能用稀土這張王牌卡別人的脖子。
液態金屬控制儘管有集流體約束,但在極端物理衝擊下,也可能發生較大位移導致區域性短路或失效,需要精密的電池管理系統監測和控制液態金屬的分佈。
需要確保液態金屬合金、拓撲電解質、正極材料之間在長期迴圈和極端條件下的化學相容性。這就要求非常薄的、人工設計的鈍化介面層。
除了成本高昂以外,大規模生產難度也不小,mtged工藝的吞吐量是不小的挑戰。
可以確定的是,固態晶格能量電池在初期僅用於航空航天、頂級軍事裝備或部分奢侈品領域。
還有一個劣勢就是回收困難,其複雜的材料組成和結構,使得回收再利用工藝異常困難,不具備回收再利用價值,基本上是直接報廢處理。
固態晶格能量電池一旦實現商業化,將會對一系列需要用電的裝置迎來質的飛躍。
在交通運輸領域,目前電動汽車的續航里程是制約其普及的重要因素之一,第一代固態晶格能量電池能達到2500至3000 wh/kg的能量密度,若電動汽車使用該電池,續航將輕鬆突破5000公里,充電如加油般快捷,徹底解決里程焦慮,無懼嚴寒酷暑和燃燒爆炸。
在航空航天領域,電池的能量密度至關重要,高能量密度電池可以使無人機、電動飛機等飛行器的續航時間、飛行距離大幅增加。
例如,電動飛機可以實現更長距離的飛行,甚至有望實現跨洋電動飛行。此外,無人機的續航能力也將大幅提升,使其在物流、測繪、農業等領域更具應用價值。
在深空探測、軌道衛星的能源支援上也能大放異彩。
在消費電子領域也會引領諸多便攜裝置革命性飛躍,如智慧手機、智慧平板、膝上型電腦等便攜移動裝置的電池續航一直是使用者關注的焦點。
如果採用2500至3000 wh/kg的固態晶格能量電池,裝置的續航時間將成倍延長。
當下市面上的智慧手機旗艦機的電池容量約為4000mah,能量密度為200 wh/kg。如果搭載了固態晶格能量電池,能量密度提升到2500至3000wh/kg,手機以最耗電的方式使用也能連續使用數天甚至以周計算。
可穿戴裝置的續航能力也能大幅飆升,這些裝置通常對電池體積和重量有嚴格限制,固態晶格能量電池可以在不增加裝置體積重量的情況下,提供更長的使用時間。
在軍事與特種應用領域,固態晶格能量電池可以為軍用無人機、單兵裝備、無人車輛等提供更強大的動力支援。
軍用無人機的續航時間和作戰半徑將大幅增加,單兵裝備的電池續航能力大幅提升,可以減少士兵的後勤負擔。
對於深海探測裝置和水下無人潛航器,固態晶格能量電池可以提供更長的續航時間和更深的潛航深度,這將有助於提高深海科學研究和軍事應用的效率。
也包括鐳射武器也能大放異彩,部署高機動性的鐳射武器將不再是理論層面的東西,比如將鐳射武器搭載在車輛等移動載具上,具備更強的隱蔽性和高機動性。
陸安搞固態晶格能量電池就是為了解決軍工裝備的續航問題,解決自家公司搞的武裝人形機器人的續航。
但把這個科技樹點亮,那可是能夠在一系列跨領域的裝置迎來史詩級大升級,影響的就不是一個兩個行業。
如果固態晶格能量電池能夠實現商業化,得到廣泛應用,將極大的提升電動汽車、航空航天、消費電子裝置等的效能和續航能力,推動這些關聯行業的快速發展。
也會創造大量的就業機會,並促進相關產業鏈的升級和轉型。
例如,電動汽車的普及將帶動電池製造、充電樁建設、智慧電網等相關產業的發展。
在儲能系統、軍事與特種應用等領域也發揮極為重要的作用。
不過眼下短時間內,要實現大規模商用普及還為時尚早,因為固態晶格能量電池的成本很高,民用產品還承受不起這個價格。
陸安也沒打算太快推進民用普及,因為元界智控現在的體量還沒有成長起來。
等體量成長到了陸安覺得可以的時候,就會推動固態晶格能量電池成本大幅下降,目前拿出來的這套技術方案,其實就是有意抬高了成本,使其先在軍事領域得到應用。
不過,只要固態晶格能量電池造出來了,肯定也會在民間少部分使用,成為奢侈品。
比如一些有錢人不在乎價錢的,願意出高價私人定製固態晶格能量電池用在自己的手機、膝上型電腦身上,也包括部分私人豪華電動汽車會高價定製固態晶格能量電池。
特斯拉電動汽車model-s的電池重量達到了588公斤,充滿電85度。
如果採用陸安設計開發的固態晶格能量電池,以3000wh/kg能量密度為標準,電池重量若是按照588公斤計算,充滿電將會達到不可思議的1765度電,是model-s現用電池的20倍有餘。
而如果是隻要求達到85度電,那麼電池的重量能直降到僅有28公斤左右。
目前元界智控開發的武裝機器人所搭載的電池,滿電量是10.5度電,重量達到了85千克。
若換成固態晶格能量電池,能量密度是3000wh/kg,電池重量就只需要3.5千克左右即可以儲能10.5度電。
若電池重量達到85千克,那麼充滿電後的儲能可以達到255度電。
由此可以得出,武裝機器人的續航時間能夠從原本的2小時擴大到48.5小時,也就是足足2天的續航時間。
如果武裝機器人再額外負重兩塊備用電池組,那麼續航時長能夠延長到6天。
顯然,這怎麼都夠用了。
換句話說,完全可以騰出更多的負重,帶一塊備用電池就行,那就可以騰出85千克的負重,多出來的負重可以搭載更多裝備彈藥提供更兇猛火力。
如果只是打閃電戰,一塊備用電池都不需要攜帶,極大的提高負重容錯率,意味著可以根據戰場需要靈活部署調整。
固態晶格能量電池的整套技術方案都在陸安的腦子裡成型,不過他沒有一股腦的全搞出來,而是計劃用三到六個月左右的時間把完整的技術方案推到100%進度。
要是一下子全解決了,直接整套方案搞出來也過於變態,其實小半年時間就搞定,也很變態。
擱在別的技術團隊,給他們十年甚至二十年時間都未必搞得出來。
在接下來的日子,陸安一點一點的把固態晶格能量電池的技術像拼圖一樣把技術方案逐步完善,進度也是穩穩地控制著。
……
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