一款500 Wh/kg的电芯可通过在更轻的重量中储存更多能量,帮助高空飞行器延长飞行时间。
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Amprius Technologies公司开发出了一种锂离子电芯,在1C连续放电倍率下能量密度可达500 Wh/kg。该公司表示,新款SiCore电芯可使用传统电池制造设备达到这一指标。
这一组合对飞行器至关重要,因为电池质量直接限制了其续航能力。该电芯采用硅阳极,在相同电池重量下储存更多能量。Amprius此前曾展示过能量密度超过500 Wh/kg的电芯,但这些设计依赖专门的生产工艺。
新一代产品则着重使这一性能与现有锂离子电池制造基础设施兼容。这可能使航空客户更容易对这项技术进行认证和规模化应用。
500 Wh/kg量产推进
比能量衡量的是电池相对于其质量所储存的能量。在500 Wh/kg(约227 Wh/lb)的水平下,新电芯每公斤电池重量可储存500瓦时的能量。
对于必须长时间保持留空的飞行器而言,这一数值尤为实用。高空平台站可在远高于常规飞机的空中持续运行数天甚至数周。
太阳能驱动的高空平台飞行器面临尤为严峻的能源难题。其太阳能阵列在白天发电,但日落后飞行器仍需要储存的能量。
更高能量密度的电池可以在不增加同等质量的情况下储存更多电力。这可以延长飞行时间,或为有效载荷留出更多重量空间。
同样的优势也适用于固定翼无人机和其他长航时飞行器。通信设备、传感器和观测系统都在争夺有限的有效载荷能力。
1C倍率也为这一关键指标提供了重要背景。它表明该电芯能够以与其额定容量相等的倍率持续放电。
面向航空应用的硅阳极
这项技术已通过AALTO HAPS及其Zephyr飞行器在高空航空领域获得应用。Amprius自2018年起一直为该平台供应电芯。
据报道,一架Zephyr飞行器在2025年持续留空67天,创下世界续航纪录。AALTO正在开发用于通信和地球观测任务的太阳能电动高空平台飞行器。
AALTO HAPS首席运营官Pierre-Antoine Aubourg表示:“能量密度是Zephyr续航能力的根本。”他还提到,比能量的进一步提升可以延长飞行时间并拓展任务能力。
这使得500 Wh/kg这一里程碑的意义超越了单纯的实验室指标。飞行器设计人员有可能在不彻底重新设计电池生产工艺的情况下利用更高的能量密度。
量产稍后启动
Amprius预计将于2026年第四季度实现商用供货。客户将获得针对特定应用定制形态的电芯。
该公司还计划为小型无人机系统推出符合SAE JA1016规范的标准软包电芯配置。
初期生产将在Amprius位于加利福尼亚州弗里蒙特的工厂进行。现有合同制造商后续可支持更大规模的生产。
这一制造策略针对的是先进电池技术面临的最大障碍之一。一款电芯可以在开发阶段展现出卓越性能,但要将这一性能规模化,可能需要完全不同的设备。
第二代SiCore旨在避免这一断层。因此,其500 Wh/kg的性能可以在不要求全新制造生态系统的前提下,为长航时飞行器提供更多储存能量。
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