“无质量”碳纤维电池获得重大突破！
从电动汽车到无人机，电池在能量密度和本身分量上一向难以得到很好的平衡。不过查尔默斯理工大学的科学家们，一向在探究这些惯例储能解决方案的风趣替代。比方近来，研讨团队就声称在“无质量”碳纤维电池项目上取得了重大突破，特点是能够兼作车辆的电池和结构部件。
结构插图(来自：Yen Strandqvist / Chalmers.se)
经过多年的尽力，查尔默斯理工大学的研讨团队总算完成了这一想象。经过让电池兼作结构部件，以减轻整车的规划分量。
之所以挑选碳纤维在其间扮演重要人物，归因于众所周知的机械功能、以及经过正确的方法进行工程规划时可充任电极资料的才能。
2018 年的时分，科学家们宣布了一项研讨，描绘了一种具有特别晶体摆放的碳纤维。它既能够供给车辆结构所需的刚度，又能够供给能量存储所需的电化学功能。
作为将这项研讨专为实践运用的尽力的一部分，科学家们现已生产出一种碳纤维结构电池，具有较以往任何版别都优异 10 倍的功能。
Johanna Xu 博士向 Leif Asp 展现新式电池(图自：Marcus Folino)
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组成，两者被用作结构电解质基质的玻璃纤维织物离隔。
它既能够像惯例电池相同在电极之间传输锂离子，又有助于将机械负载涣散到结构的不同部分。基于此，研讨人员将之称作“无质量”的储能设备。
从理论上来说，它的确能够脱节传统电池的部分缺陷 —— 不给车辆添加任何“额定”的分量。
但是实践运用方面，仍是有一些难以避免的退让。比方这种新式电池的能量密度仅为 24 Wh/kg，约为当时锂离子电池的 20% 。
资料刚度 25 GPa，可与其它常用资料相媲美。
另一方面，假如用这种电池替代经典的锂离子电池、并将之集成到电动汽车中，则整车分量有望极大地减轻。如此一来，只需耗费更少的能量，便可驱动电动汽车的跋涉。
项目负责人 Leif Asp 表明：从前制作的结构电池，一般只侧重于杰出的机械功能、或超卓的电气功能。不过他们运用碳纤维成功地规划了兼具结构刚性和储能优势的新式电池。
在功能提高 10 倍后，研讨团队开端将精力放到其它新目标上，比方方案运用碳纤维替代正极中的铝资料，以进一步提高能量和机械功能。此外用更薄的资料替代玻璃纤维织物，以完成更快的充电。
研讨配图 - 1：结构电池复合资料的制作
Leif Asp 估计，此类电池有望达到 75 Wh/kg 的能量密度和 75 GPa 的刚度(与铝材适当)，但分量却要轻得多。从电动汽车到消费电子产品，未来的潜力更是不可估量。
有关这项研讨的概况，现已宣布在近来出书的《先进动力与可持续性研讨》期刊上，原标题为《A Structural Battery and its Multifunctional Performance》。
