2021年3月23日
美国查尔默斯大学的科学家发明了一种新型电池结构技术能比之前表现好十倍吗原型．
结构电池复合材料不能像锂离子电池那样存储那么多的能量，但有几个特点使其在汽车和其他应用中极具吸引力。当电池成为承重结构的一部分时，电池的质量基本上“消失”了。图片来源:Yen Strandqvist/Chalmers理工大学。
这种结构电池含有碳纤维，它同时充当导体、电极和承重材料。这一最新进展可能会导致在汽车和其他类似技术中实现实质上的“无质量”能源存储。
在当今的电动汽车中，电池占了车辆重量的主要部分，但却不具备任何承重功能。另一方面，结构电池既是结构的一部分，也是动力源——例如，在汽车车身中。
这种技术被称为“无质量”储能，因为当电池变成承重结构的一部分时，其重量本质上就消失了。据估计，这种多功能电池可以大大降低电动汽车的重量。
在查尔默斯理工大学，结构电池的发展经过了几年的研究，包括早期涉及特定种类碳纤维的发现。
除了坚固，这种结构电池还具有极好的化学储存电能的潜力。这项研究被提名为2018年十大科学突破之一物理世界．
早在2007年，科学家们就试图开发一种结构电池，但到目前为止，很难生产出同时具有优良机械性能和电性能的电池。
现在，来自Chalmers理工大学的研究人员与斯德哥尔摩的KTH皇家理工学院合作，展示了一种新的结构电池，使这一发展向前迈进了一步。这种新型电池在强度、刚度和电能存储方面都比以往任何一种电池都要优越。
该电池的多功能性能是早期结构电池的10倍以上。此外，新电池的能量密度为24 Wh/kg，这意味着与目前可用的同类锂离子电池相比，容量增加了约20%。
但是，由于可以减轻汽车的重量，例如，驾驶一辆电动汽车所需的能量就会更少，更低的能量密度也会带来更大的安全性。这种新型结构电池的刚度为25 GPa，完全可以与其他几种常用的建筑材料相抗衡。欧洲杯足球竞彩
以前对结构电池的尝试已经使电池具有良好的机械性能或良好的电性能。但在这里，使用碳纤维，我们成功地设计了一种结构电池，具有竞争性的储能能力和刚性．
Leif Asp，项目负责人和教授，查尔默斯理工大学
年代超轻型电动自行车和消费电子产品可能很快成为现实
这种新型结构电池的正极由涂覆磷酸铁锂的铝箔组成，负极由碳纤维组成。这些电极由玻璃纤维织物在电解质基质中分离。
但是，尽管他们成功地制造出了一种结构电池，其性能比以前的所有版本都好10倍，但该团队没有选择创造新纪录的材料，而是更愿意研究和计算隔膜厚度和材料结构的影响。欧洲杯足球竞彩
现在，由瑞典国家航天局资助的一项新研究正在进行，该研究将进一步改善结构电池的性能。在正极，铝箔将被碳纤维取代作为承重材料，提供增加的能量密度和刚度。
一种超薄的变体将被用来代替玻璃纤维分离器，这种原型将提供相对更高的效果和更快的充电周期。预计这项新研究将在不到两年的时间内完成。
领导这项新研究的Leif Asp认为，这样的电池可以达到75 GPa的刚度和75 Wh/kg的能量密度。这将使电池几乎与铝一样强大，但相对较轻的重量。
下一代结构电池具有巨大的潜力。如果你看看消费技术，几年内生产智能手机、笔记本电脑或电动自行车是完全可能的，它们的重量只有今天的一半，而且更紧凑。
Leif Asp，项目负责人和教授，查尔默斯理工大学
从长远来看，完全有可能用结构电池来开发电动飞机、电动汽车和卫星。
在这里，我们真的只是被我们的想象力所限制。我们已经收到了许多不同类型的公司的关注，与我们在该领域发表的科学文章有关。欧洲杯猜球平台可以理解的是，人们对这些轻质、多功能材料有很大的兴趣欧洲杯足球竞彩．
Leif Asp，项目负责人和教授，查尔默斯理工大学
具有记录性能的结构电池
视频来源:查尔莫斯科技大学。
期刊引用:
Asp, l . E。等．(2021)一种结构电池及其多功能性能。高级能源与可持续发展研究．doi.org/10.1002/aesr.202000093．
来源:https://news.cision.com/