“无量量”碳纤维电池可兼做布局部件

从电动汽车到无人机，电池在能量密度和自身重量上一向难以得到很好的均衡。不外查尔默斯理工大学的科学家们，一向在探究这些通例储能办理方案的有味替换。好比克日，研究团队就传播在“无质量”碳纤维电池项目上取得了庞大突破，特点是可以兼作车辆的电池和布局部件。

颠末多年的高兴，查尔默斯理工大学的研究团队最终实现了这一假想。通过让电池兼作布局部件，以减轻整车的设计重量。

之以是选择碳纤维在此中饰演紧张脚色，归因于众所周知的机器性能、以及通过精确的方法举行工程设计时可充任电极质料的本领。

2018 年的时间，科学家们颁发了一项研究，形貌了一种具有特别晶体分列的碳纤维。它既可以提供车辆结构所需的刚度，又可以提供能量存储所需的电化学性能。

作为将这项研究专为现实应用的高兴的一部门，科学家们现已生产出一种碳纤维布局电池，具有较以往任何版本都优异 10 倍的性能。

据悉，该电池由碳纤维制成的负极、以及磷酸锂铁涂覆铝箔制成正极构成，两者被用作布局电解质基质的玻璃纤维织物离隔。

它既可以像通例电池一样在电极之间传输锂离子，又有助于将机器负载疏散到布局的差别部门。基于此，研究职员将之称作“无质量”的储能设置装备摆设。

从理论上来说，它的确可以开脱传统电池的部门缺点 —— 不给车辆增添任何“分外”的重量。

然而现实应用方面，照旧有一些难以幸免的妥协。好比这种新型电池的能量密度仅为 24 Wh/kg，约为当前锂离子电池的 20% 。

另一方面，假如用这种电池代替经典的锂离子电池、并将之集成到电动汽车中，则整车重量有望极大地减轻。云云一来，只需斲丧更少的能量，便可驱动电动汽车的行进。

项目卖力人 Leif Asp 表现：先前制造的布局电池，通常只偏重于精良的机器性能、或杰出的电气性能。不外他们利用碳纤维乐成地设计了兼具布局刚性和储能上风的新型电池。

在性能提拔 10 倍后，研究团队开始将精神放到别的新目的上，好比打算利用碳纤维取代正极中的铝质料，以进一步提拔能量和机器性能。别的用更薄的质料代替玻璃纤维织物，以实现更快的充电。

Leif Asp 估计，此类电池有望告竣 75 Wh/kg 的能量密度和 75 GPa 的刚度（与铝材相称），但重量却要轻得多。从电动汽车到消耗电子产物，将来的潜力更是不行估计。

有关这项研究的详情，已经颁发在克日出书的《先辈能源与可连续性研究》期刊上，原标题为《A Structural Battery and its Multifunctional Performance》。