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日本计划在月球上开展固态电池实验

2019-08-11来源:中国内蒙古网
日本计划在月球上开展固态电池实验

想要在太空中使用固态电池,听起来不像是什么新鲜事。但问题在于,这项技术在地球上,也尚未普及。尽管如此,还是有不少初创企业,希望尽快在月球上开展电池实验。之所以如此积极,是因为它看到了未来月球探索的光明前景。诸如ispace等私营或国有机构,都在竞相将机器人和实验仪器送往月球。但在抵达这颗卫星之后,需要考虑长时间没有太阳照射的后备能源方案。

有太阳和没太阳,月球上会经历极端的温差。想要找到一种足够承受这种温度波动,但仍能有效储存能量的电池,对月球探索有着重大的意义。

固态电池,或许是一种很有前途的解决方案。与普通电池相比,其采用了固态电解质,你可以将它简单认作传统锂离子电池的超级版本。

为了帮助带电粒子从电池的两极之间移动,锂离子需要依赖于一种易燃的液体作为电解质。遗憾的是,即便在地球上,这种液体也会造成一些问题。

在高温下,电解质可能导致电池失效起火、甚至让手机等设备爆炸。在低温环境下,电解液会被冻成固体,导致电池大幅衰减。

作为对比,固态电池中的电解质,经过了特别精心的设计。尽管没有使用液体来包裹,这种固态材料仍能帮助离子来回移动。

瑞士联邦材料科学与技术实验室固态电池研究员、博士生 Francesco Pagani 表示:

固态电池无需液体来包裹一切,而是将不同的部分堆叠成固体层,且能够让电池变得更加紧凑与传统锂离子电池相比,固态电池能够保存更多的能量、充电速度也更快。

理论上,它能够更好地经受月球的剧烈温差,从阳光照射下的 260℉(127℃)、到阴影下的 -280℉(-173℃)。就算过热,也不会轻易燃烧或爆炸。

虽然在极端的低温下,固态电池的充电速度会变慢,但至少它可以在太空环境下存活。如果换成锂离子电池,根本就没有考虑的必要。

据悉,规划中的月球固态电池,将由日本的NGK Spark Plug制造。虽未确定这种固态电池的确切规格,但已知其将使用陶瓷材质的电解质(特点是相当稳定,因此极受欢迎)。

目前其计划做一些相当基本的测试,以验证电池是否能够在月球的真空环境中存活和保持电荷,其希望这项实验能够拓展太空电池的可行性。

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