在日常生活中我们会大量接触到电池，智能手机 、笔记本电脑、各式各样的遥控器等都会用到。然 而平时我们看到的电池大多是化学电池，那有没有一种电池是基于物理能量的呢？答案是肯定的，飞轮电池就是一种物理电池。
时捷赛车中 的 飞轮电池32
非一般的飞轮电池
很早之前，人们就发现旋转会赋予物体以能量，之后飞轮就作为储能元件存在了，从古老的纺车到蒸汽时代的蒸汽机，人们利用它的惯性来均衡转速和闯过“死点”。普 通的内燃机，比如汽车上的四冲程汽油发动机，在它的工作流程中，只有在活塞处做功行程 时才产生有用功，而吸气、压缩、排气行程都是在消耗能量。因此，曲轴对外输出的转矩呈周期 性变化，曲轴转速也不稳定。为了改善这种状况，人们在曲轴后端装置飞轮，利用飞轮储存的能 量来稳定曲轴的转速。由于它们的工作周期很短,所以那时候的人们并没有想过利用飞轮来进行储能。然而到了20世纪90年代,飞轮电池的概念被提了出来，它突破了化学电池的局限，用物理方法实现储能。
轮电池到底是咋工作的？
想要了解为何旋转的飞轮能够储能，首先需要了解一个物理概念——转动惯量。转动惯量是刚体（在运动中和受力作用后，形状和大小不变，而且内部各点的相对位置不变的物体）绕轴转动时 惯性（即回转物体保持其匀速圆周运动或静止的 特性）的量度，在旋转动力学中的角色相当于线性动力学中的质量，可理解为一个物体对于旋转 运动的惯性。理解了什么是转动惯量之后，我们就可以谈谈飞轮电池的构造了。飞轮电池中有一个电机，连着一个飞轮。当外界给电池充电 时，电机将带动飞轮高速旋转完成电能到动能的转化，一旦外界需要电力时，旋转的飞轮将带动电机运转，将自身的动能又重新转化为电能。
飞轮电池的结构图
改掉缺点的飞轮电池才是好电池
作为一种储存能量的物件，所能储存的能量自然是越多越好，然而想要用旋转的飞轮储存大量的能量，飞轮电池自身的能量损耗问题就显得尤为重要，毕竟一旦飞轮电池脱离了外界的能量来源,飞轮就只能依靠自身的努力来保持旋转的状态。
飞轮电池的能耗主要来自轴承摩擦和空气阻力。为了提高飞轮电池的效率，人们想了很多办法，例如通过 改变轴承结构，把滑动轴承变为滚动轴承、液体 动压轴承、气体动压轴承等来减小轴承摩擦力，例如通过抽真空的办法来减小空气阻力。尽管如此，飞轮所储的能量在一天之内仍有25%的损耗，仍不能满足高效储能的要求。
正所谓“屋漏 偏逢连夜雨”，飞轮电池的另一个缺点在于为了储存更多的能量，飞轮必须转得更快或者有更大的质量。增大质量无疑是比较容易的方法， 但是如果采用传统的钢材料来制作飞轮的话，整个系统将十分庞大。例如，为了给一个发电能力为100万千瓦 的电厂均衡发电，制作飞轮所需要的钢材可能达上百万吨！这显然是不现实的。当然，飞轮储能大小除与飞轮的质量有关外，还与飞轮上各点的速度有关，而且储能的大小与飞轮速度是平方的关系。因此提高飞轮的转速比增加质量更有效。但飞轮的转速受飞轮本身材料限制,转速过高，飞轮可能被强大的离心力撕裂。
近10年来，大批新型复合材料和新技术的诞生和发展，如高强度的碳素纤维复合材料、磁悬浮技术、 高温超导技术、高速电机/ 发电机技术及电力 电子技术等，使得飞轮能够储存大量的能量，给飞轮的应用带来了新的活力。例如flybird公司为F1赛车打造的飞轮电池，用仅5千克的飞轮实 现了400千焦的 储能目标，其碳纤维飞轮转速可 达每分钟64 500转，已经是个很不错的成绩了。
flybird公司的飞轮电池产品
与传统化学电 池相比，飞轮电池有着更大的能量密度，并且充放电时间也较短，适合用来开发新能源汽车。此外，温度对飞轮电池的工作参数几乎没有影响，因此它非常适合环境恶劣的航天工业。然而 从另一方面来看，由于飞轮储存能量所需要的高 转速带来极大的力的作用，任何缺乏必要的精度 和工程细节的设计将会造成灾难性的后果。尽管 如此，这并没有丝毫减少科研工作者对飞轮电池的研究热情，也没有吓住投资人对这项研究的支持，其原因就在于飞轮电池的发展潜力是无可估量的。
