【复材资讯】复合结构电池 - 更优异性能的突破

结构电池的负极由碳纤维制成，正极由涂有磷酸铁锂的铝箔制成，在一个电解质基质中被玻璃纤维网分开

瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员已经开发出一种电池，包含碳纤维，同时作为电极、导体和承重材料。据大学的研究人员称，这项研究的突破为在车辆和其他技术中实现本质上的"无重量"能量存储铺平了道路。

结构电池是指既作为能源又作为结构的一部分发挥作用的电池-例如在汽车车身上。这被称为"无质量"储能，因为当电池成为支持结构的一部分时，它不会增加重量。计算表明，这种类型的多功能电池可以大大减轻电动汽车的重量。

据报道，新开发的结构电池的性能在电能储存、硬度和强度方面远远超过了以往的技术水平，新型结构电池的多功能性能比以前的结构电池原型高十倍。

该结构电池的能量密度为24Wh/kg，比目前市场可用的同类锂离子电池多出约20%的容量。由于可以极大减轻重量，推进所需的能量也更少，而较低的能量密度也导致了更大的安全性。由于具备25GPa的结构刚度，该结构电池实际上可以与许多其他普通建筑材料竞争。

"以前尝试制造结构性电池的结果是，电池要么具有良好的机械性能，要么具有良好的电性能。但在这里，我们已经成功地使用碳纤维设计了一种既具有竞争性的储能能力又具有刚性的结构电池。“ 项目负责人表示。

这种新电池的负极由碳纤维制成，正极由涂有磷酸铁锂的铝箔制成，被电解质基质中的玻璃纤维织物所分隔。

目前正在进行一个由瑞典航天局资助的新项目，以进一步提高结构电池的性能。铝箔将被碳纤维取代，作为正极的承重材料，从而提高硬度和能量密度。玻璃纤维分离器将被替换为超薄版本，这将实现更高的效率以及更快的充电周期。新项目预计将在两年内完成。研究人员估计，这样的电池可以达到75Wh/kg的能量密度和75GPa的硬度。这将使结构电池与铝一样稳定，但相对来说重量要轻得多。

因此，下一代结构电池具有巨大的潜力。在几年内，有可能生产出重量只有今天一半的智能手机、笔记本电脑或电动自行车，并且更加紧凑。而从长远来看，也可以想象，电动汽车、电动飞机和卫星将由结构电池设计和驱动。

文章来源：轻量化技术网

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