讓電池為士兵擋子彈，美軍新型態電池身兼供電與防護機能
作者 EnergyTrend 發布日期 2018 年 05 月 30 日
首圖來源：pixabay
電池應用範圍非常廣泛，除了日常 3C 用品，也會在軍中設備看到，而且軍人還要時常背在身上。其中美國軍人平均日攜帶 18 磅（約 8 公斤）的小型動力電池，這重量只比防護設備少 2 磅而已，如果可以把電池變成一種防護設備，讓衣物設備兼具儲能與防具功能，或許能大大提升行動靈活度。
目前美國橡樹嶺國家實驗室（ORNL）的 Gabriel Veith 正進行相關實驗，為了負重高、疲憊的軍人製造防護性電池（protective battery）。
研究中的電池原型乍看之下只是常見的電池組，不過研究員加了一點料，在電池添入二氧化矽（silica），這些奈米粒子不會影響電池電解質流體性質與導電性，而當電池受到衝擊，像是被子彈擊中時，二氧化矽液態電解質會轉變成固體，研究認為這可以阻止子彈擊穿電池，進而保護軍人。
這種電解質為非牛頓流體（non- Newtonian fluid）種類中的「剪切增稠流體」，在正常狀態下保持液態與具有良好導電性，而受到衝擊或受力時，會使液體結構改變，黏度、硬度與體積都會上升，可降低子彈射穿或是電池、電極變形危險。
Veith 和與團隊已經證明這種方法適用小型電池，但還無法擴大範圍使用，目前已有一些士兵穿戴新防護性電池設備。不過該電池防具也不是那麼好康，如果子彈擊中錯誤位置，也可能會發生電池洩漏或爆炸。
該系統也為因應美國軍方要求，設計成可充式電池，遺留的毒物也比較少，假如這些電池未來越來越好用與安全，潛力無限，可說是將來防具潛力軍。
研究緣由
美國國防部 201 8年 4 月在 SBIR / STTR 提出一系列研究要求，並在編號 AF182-051 主題中提到，戰地空軍雖然常用通訊與電子設備，但慣用電池 BA-5590 等在重量、形狀與尺寸上皆不符合人體工學，因此他們希望能打造可裝在背心、護甲中的輕薄電池。
不過電池變薄或變厚可能都會導致護甲兼容性問題，因此國防部想讓電池兼具儲能與防護效果，而他們發現先前的剪切增稠電解質研究報告，想藉此減少軍人的受傷機率。國防部也要求電池得是可充式的，理想重量能量密度可達 200Wh/kg，可用溫度範圍則在攝氏 -30 度到 60 度之間，也希望在所有濕度狀態下都擁有足夠性能。
根據 Futurism 報導，政府是美國最大的環境污染者之一，且通常把清理工作外包或是沒有按照標準清理，處理方式通常就是放一把火全燒而已。美國國防部也意識到氣候變遷是個國家安全問題，也許推動可重複利用、耐用的電池是個支持減緩環境與氣候議題的解決方案。
