#烽火问鼎计划# 美国国防高级研究计划局（DARPA）于 6 月 5 日发布了一份征集书，启动了一项名为 ExPEDitions 的新计划，即“远征动力和能量密度实现”（Expeditionary Power- and Energy-Dense Implementations）的缩写，旨在开发能够提供当前技术五到十倍能量密度的可充电电池，用于无人机、地面车辆和其他军事装备。
美国国防部高级研究计划局（DARPA）是美国五角大楼的研究机构，在过去七十年间，该机构曾主导多项意义深远的技术突破。目前，DARPA正在寻求电池开发商，以推进电池化学、材料和架构的基础研究。该项目编号为DARPA-PS-26-118。项目摘要提交截止日期为2026年6月26日，完整提案提交截止日期为2026年8月19日。该项目为期36个月，分为两个18个月的阶段，目标启动日期为2027年1月。预计将通过“原型其他交易协议”（Other Transaction Agreements for Prototype）授予多个项目。这种合同机制使DARPA能够更快地推进项目，并与那些在标准采购流程中难以竞争的非传统国防公司合作。
ExPEDitions旨在解决的问题并非抽象概念。目前的充电电池，无论是士兵无线电中的锂离子电池，还是小型无人机的电池组，都存在能量密度和功率密度之间的根本性权衡。能量密度是指单位重量电池能够储存多少能量，而功率密度是指能量释放的速度。军事任务需要同时满足这两项要求：无人机在目标上空盘旋数小时需要高能量密度，而无人机执行快速打击任务则需要高功率密度，但目前的电池技术难以在不牺牲其中一项的前提下同时满足这两项要求。因此，与燃油动力系统相比，电动军事系统的航程和续航能力都受到限制。
按照目前的标准来看，DARPA为“远征计划”（Expeditions）设定的能量密度目标可谓雄心勃勃。在第一阶段结束时（18个月），参与者必须证明其电池的比能量和峰值功率均超过1千瓦/千克，且在容量衰减至初始容量的80%以下之前，可充电循环次数超过500次。在第二阶段结束时（36个月），这些目标将提升至比能量超过2千瓦/千克，峰值功率超过3千瓦/千克，且可充电循环次数超过5000次。该计划还设定了成本限制，在第一阶段结束后，预计的生产规模下，电池成本不得超过每千瓦时100美元；第二阶段的材料成本下限为每千瓦时50美元。这反映了军用电池技术必须能够大规模生产且价格足够低廉，才能用于实地部署的现实情况。
实现这些目标的理论路径建立在DARPA之前的研究工作之上。DARPA此前的ExCURSion项目专注于“远征碳利用以实现能源韧性和稳定性”，该项目展示了理论比能量超过3千瓦时/千克的可充电碳空气电池系统。如果能够将实验室演示转化为实际硬件，这一数字将代表着对锂离子技术的颠覆性提升。ExPEDitions项目在ExCURSion项目的基础上继续推进，重点在于提高功率密度和充电速度——正是这两项性能缺陷阻碍了碳空气电池和类似的高能量密度电池技术从科学设想转化为实际应用。
充电限制尤为重要。一块储能巨大但充电时间长达数小时的电池，其运行限制显而易见：一架需要八小时才能充满电的无人机无法支持连续作业，而一辆必须长时间静止才能为其动力系统充电的地面车辆则容易成为攻击目标。“远征计划”（ExpPEDitions program）要求电池的最低充电功率为每升625瓦，且往返效率超过90%。这些要求旨在确保该计划中涌现的任何技术都能根据任务需求，以最快的速度从电源获得充电。
DARPA明确指出，当前电池供应链风险令人担忧，并指出最先进的二次电池的许多组件依赖于国内无法生产的关键材料。
该项目的结构以一种经过深思熟虑且符合实际操作的方式，将电池研发挑战与集成挑战分开。通过本次招标遴选出的电池开发商将专注于推进电池化学和制造工艺，直至原型阶段。稍后将发布另一份招标公告，确定最终用户，由其负责将最终电池集成到实际运行的设备中进行演示。这种并行结构旨在使电池化学研究人员能够专注于性能优化，而无需卷入车辆集成的复杂性，同时确保在可运行的原型出现时，已有最终用户准备好将其应用于实际系统。
该项目日程中安排的各项关键活动体现了DARPA在技术转化方面一贯的风格。在第18个月，将举办“展示日”活动，届时电池开发商和最终用户将齐聚一堂，在一个结构化的市场环境中进行交流。开发商将展示其技术，最终用户则需选择集成合作伙伴。完成此里程碑需要签署正式的合作执行方协议。在第36个月，一场面向公众的博览会，以“Powered by DARPA”为主题，将向政府和商业利益相关者展示集成系统，从而创造超越项目最初设立时所关注的军事应用领域的知名度和转化机会。
每一架因电池耗尽而坠毁的无人机，每一辆在敌对环境中因等待燃料补给而抛锚的车辆，以及每一个在关键时刻失灵的传感器，都代表着能力上的一个漏洞，而这个漏洞可能被对手利用。“远征”（ExpEDitions）项目是DARPA试图用化学技术而非后勤保障来弥补这一漏洞的尝试，而它设定的性能目标表明，它并不满足于渐进式的改进。
