顛覆未來汽車與飛機！NASA 將推出遠勝現有電動方案的固態電池

儘管電動車日漸普及，但不論汽車或飛機，以化石燃料為主要動力仍會維持好幾年。即使電動車蔚為主流的鋰離子電池，依舊無法滿足航太安規的嚴格要求。

為了解決電池技術未來電動飛機可能面臨的功率密度、重量，體積、穩定性、安全、散熱及快充次數等問題，美國太空總署（NASA）透過自家綠色航空計畫（Green Aviation Initiatives）致力推動航太電氣化研究，並由自家「SABERS」專案計畫研究不同固態電池的可行性。

為了擴大不同固態電池研究，NASA 特別祭出「強化可充電性和安全性的固態結構電池」（Solid-state Architecture Batteries for Enhanced Rechargeability and Safety，SABERS）專案，徹底消除熱失控的可能性，因是鋰離子電池最大安全問題。

NASA 工程師遇到幾項關鍵性挑戰。首要任務是確定哪種材料最能透過固體、稠密電解質保持電荷，最後看上硫和硒，並想出由煉油副產品組成的完整硫供應鏈，採用多孔石墨稀新材料，不但保留一般石墨稀的力學特性，且有更輕重量、更大表面積、更佳化學反應，有助提升製造精度，展現優秀離子導電性和儲能能力。

一般而言，固態電池常有放電電壓過低無法供電弊病，結果 NASA SABERS 專案研究找到提升固態電池放電電壓的新方法，並將傳統電壓提升 10 倍。

比起傳統鋰離子電池，NASA 固態電池各方面表現都更好。首先固態硬碟重量更輕，整體電力耗損更低，最令人難以置信的，莫過於能量密度高達 500Wh/kg（特斯拉 Model Y 4680 電池額定能量密度低於 300Wh/kg）。快充時間方面，只需 12 分鐘就能充至 80% 電量，且比電動車常見鋰離電池多儲存 50% 電量，電力驅動時散熱性與耐熱性都更好，有助提升安全性。

雖然這項研究重點在為航太應用開發安全又強大的電池，但 NASA 發現固態電池也適用電動車，計畫設計兼具可擴展性且易製造的電動車充電方案。可預見 NASA 固態電池將對航太與汽車應用產生深遠影響，並徹底改變電力交通的未來。