2月8日,中国航空发动机集团北京航空材料研究院(航材院)的石墨烯航空电池中试生产线已经紧锣密鼓地开工了。这条生产线正为混合动力无人机打造全新的动力源——石墨烯航空电池,为低空经济的蓬勃发展注入新的活力。
石墨烯,这一被誉为“新材料之王”的物质,以其独特的电热转换效率和极快的升温速度,在电池领域展现出了巨大的应用潜力。航材院石墨烯新能源材料中心主任燕绍九表示,通过应用石墨烯等新型材料技术,航空电池的能量密度相比传统电池能提升50%以上,这为低空飞行器的长时间、高效率飞行提供了可能。
随着低空经济的崛起,高性能动力电池成为了关键支撑。电动垂直起降航空器(eVTOL)与无人机等低空飞行器的规模化推广,对动力电池的安全性、能量密度、功率密度等提出了更高要求。其中,能量密度是衡量电池性能的重要指标,它直接关系到电池的续航能力和使用效率。目前市场上的航空电池能量密度与理想水平还有一定差距,而石墨烯的应用正是为了填补这一空白。
航材院在石墨烯领域的研究可以追溯到2008年。近年来,航材院在石墨烯的制备及应用方面取得了多项突破,开发了具有自主知识产权的石墨烯批量制备成套装备。同时,航材院还研发了石墨烯高功率锂电池技术和石墨烯超低温锂电池技术等,为航空电池的性能提升提供了有力支撑。
其中,石墨烯超低温锂电池技术尤为引人注目。这项技术能保障用电设备在零下40摄氏度环境下正常工作,满足低空飞行器在高海拔、极寒条件下的起飞和飞行需求。经过多轮试验与优化,航材院成功将石墨烯超低温电池技术应用于多种型号的低空电动装备中,取得了显著成效。
展望未来,航材院将继续深化石墨烯在航空电池领域的研究和应用。燕绍九表示,研究中心将持续推动石墨烯锂电池材料的开发和工程化应用,为低空经济的蓬勃发展贡献更多力量。相信在不久的将来,石墨烯航空电池将成为低空飞行器的主流动力源,为人类的空中出行带来更加便捷、高效、环保的选择。
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