航空鋰離子電池的發展情況分解

　　飛機電源中包括主電源、輔助電源、應急電源和二次電源。航空蓄電池與一般商用蓄電池的最大區別在于二者使用的環境不同，前者工作環境極端，溫度冷熱交變劇烈，對蓄電池在極端環

　　境下的電性能和傳熱能力有著更為嚴苛的要求。另外，基于飛行器對整體荷重的要求，蓄電池的重量一直是飛行器電源系統設計關注的問題，一個能分明降低飛行器儲能系統重量的辦法就是使用鋰電池技術。

　　在伊拉克戰爭和阿富汗戰爭中美軍均曾使用小型無人偵察機，其中美國航空環境公司研制的“龍眼”(dragoneye)無人機最為著名的是它具有全自動，可返回和手持發射等特點，其動力電源

　　即為鋰電池。2011年，該公司又研制出新一代蜂鳥（hummingbird）偵察機，長度僅16厘米，每小時可飛行11英里，并可對抗每小時5英里的風力，重量還不及一枚AA電池，其動力來

　　源也為鋰電池。2009年，歐洲空中客車公司首次引入由Saft公司提供的鋰電池系統，作為空客A350型飛機的啟動和備用電源；波音公司最先進的A787型客機，其主電池及輔助動力裝置(APU)電池也是采用鋰電池；從20世紀80年代起，日本企業在政府的支持下開始投入鋰電池的研究，三菱、Yuasa等企業都是知名的鋰離子供應商。國外企業都極為重視市場的開發和保護，在航空用鋰電池范疇研究的起步階段就已率先搶占先機。

　　如圖3所示，目前飛機用鋰電池的比能量約為100～150Wh/kg，僅能滿足飛機電動力系統的最低要求。為使蓄電池電動力系統達到與內燃機動力系統相當的水平，其比能量需要提高

　　20倍以上。預計固態電解質和納米電極技術有望使鋰電池的比能量分別提高2倍和5倍以上，但相關技術尚在基礎研究階段。

　　大容量高功率鋰電池在航空范疇具有非常廣闊的使用前景，但安全問題已成為制約其在該范疇發展的瓶頸，亟待處理。2013年1月7日，日本航空一架波音787型客機機身后部的輔助動

　　力電池發生過熱導致起火，不僅電池和及其外部殼體嚴重損壞，泄漏的電解質和萌生的熾熱氣體使得半米以外的飛機機體結構也受到損壞（圖4）。僅僅9天之后，另一架全日空的波音787客機起飛，在即將達到巡航高度時，也因電池故障緊急降落，所幸機上129名乘客和8名機組人員安全逃生。調查發現，該架飛機機身前部駕駛艙下電子艙內的主電池過熱燒毀，殼體損壞嚴重。2013年4月25日，美國聯邦航空署（簡稱FAA）正式批準了波音公司關于787型客機電池的修改方案，兩天后波音787復航，此次波音787鋰離子電池風波到此才大體平息。

　　針對波音787鋰離子電池風波，何向明等對大型動力電池包的安全性進行了分解，蓄電池體系是把氧化劑（正極材料）和燃料（負極材料、電解質）緊密結合、密封在一個關閉容器里以儲存和釋放能量，這起事故聲明，現有的應對外短路和過充放電的安全保護措施和技術都無法應對電池內短路。以目前的技術水平而言，當熱失控發生時，使整個電池模塊迅速冷卻、阻止模塊內部電池之間熱失控的傳遞最為可行。

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