你可能在想，为啥大家老说要让飞行汽车走进千家万户，最后却还是没有成真。这事儿主要就卡在它的电池身上了，起飞的时候得瞬间释放巨大的能量，飞久了又要求电池大续航强，还得轻得像纸一样。说白了，就是能量密度的问题。现在谁能想到，有团队真把这个看似不可能的东西给搞出来了。记者在北京的3月22日收到了消息，西湖大学的研究员王建辉和他的团队忙活了五年半，算是把这道坎给跨过去了。 王建辉解释说，咱们现在用的普通电池能量密度大概在30到250Wh/kg之间，可这还不够。要让飞行汽车飞起来，能量密度起码得超过400Wh/kg才行。问题在于，高能量密度的电池要么太贵，要么活不长，这就把这门技术给卡住了。 科学家试过好几种办法。一种是直接用锂金属做负极，能量密度能轻轻松松过500Wh/kg。不过锂金属有个坏毛病，充电的时候锂离子会在负极上堆成乱麻一样的“枝晶”，这些东西可能刺破隔膜起火，还会把锂离子消耗光。这路早在80年代就没人走了。 还有一种就是咱们常用的锂离子电池，给锂离子找了个叫石墨的“宿主”。石墨就像一栋有很多小房间的大楼，锂离子在里面进进出出挺安全。可石墨太重太占地方，能量密度上限也就是280Wh/kg。 于是大家又盯上了锂金属电池，设计出了一个新东西——无负极锂金属电池。它连锂金属负极都不装了，只留一块铜箔。这样成本低、更安全；也没有笨重的石墨压身，能量密度高。但这里面有个大问题：循环寿命特别短。 这就像第一个充电器是个新手装的一样。充电时锂离子要在铜箔上从头开始长。如果铜箔表面只有几个地方能“落脚”，锂离子就会挤到那几个点上去长成大枝晶。更要命的是，无负极电池的锂全部来自正极总量固定的。一旦长了枝晶就会变成死循环，锂很快就用完了。 论文第一作者、西湖大学博士后刘磊说这就是团队要解决的难题。他们弄了一种“穿梭耦合电解液”，让锂离子在铜箔上能上下自由地长和溶。想象一下那些锂金属晶粒像气球一样紧密排列着充放着电留下一个网格阵列再充电时网格中心先长东西“枝晶”就没了副反应也少了。 团队还发现这种电解液能在负极表面形成一层约8纳米厚的均匀皮肤既让锂离子顺利通过又能跟着金属膨胀收缩而不破这层皮肤的形成还是因为电解液中间的产物在正负极之间跑来跑去一起反应形成的。 最后这项研究把无负极锂金属软包电池的能量密度提到了508Wh/kg在80%的放电深度下能充放电350次还能在零下40度到60度之间正常工作成本比普通锂离子电池还便宜了15%到25%。 王建辉说那个不再为电量发愁的时代可能就要来了到时候飞行汽车可以轻松地跨城飞行电动汽车续航翻倍AR眼镜也能做得更薄。