碳纖維可作電池電極儲存電能 或使車輛減重50%

電車資源訊：

據(jù)外媒報道,瑞典查爾姆斯理工大學(Chalmers University of Technology)的一項研究表明,碳纖維可用作電池電極,直接儲存電能。

該項研究為結(jié)構(gòu)電池開辟了新機遇,使碳纖維能夠成為能源系統(tǒng)的一部分。此種多功能材料還能顯著減輕未來飛機和車輛的重量,有助于解決電氣化的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。為了延長每次電池充電后的續(xù)航里程,減重對車輛來說非常重要。查爾姆斯理工大學材料與計算力學教授Leif Asp表示:“汽車車身不僅僅是一個承重元件,還可充當電池。”除了研究碳纖維作為增強材料可實現(xiàn)的功能之外,Leif Asp教授還研究碳纖維材料可儲存能量。Asp補充說:“碳纖維還可用作其他功能,例如為傳感器或能量和數(shù)據(jù)的導體收集動能。如果所有上述功能都可在汽車上實現(xiàn),那么汽車重量可減少50%?！?/p>

Asp是多學科研究小組的負責人,最近,該小組發(fā)表了一項有關(guān)碳纖維微觀結(jié)構(gòu)如何影響電化學特性的研究,即碳纖維作為鋰離子電池電極的潛力。到目前為止,該研究領(lǐng)域是一個尚未開發(fā)的全新領(lǐng)域。

研究人員研究了不同類型的商用碳纖維的微觀結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)有小但是質(zhì)素差晶體的碳纖維具良好的電化學性能,但是強度降低;而有大且質(zhì)素好晶體的碳纖維強度更好,但是電化學性能太低,無法用于結(jié)構(gòu)電池。但是,在該研究中,具良好電化學性能的碳纖維仍比鋼的強大略高。

研究人員目前正與汽車和航空業(yè)合作。Leif Asp認為,對于航空業(yè)來說,可能有必要增加碳纖維復合材料的厚度,以彌補結(jié)構(gòu)電池的剛度,同時可增加其儲能能力。此外,根據(jù)重量、強度、剛度和電化學特性系統(tǒng)優(yōu)化車輛是關(guān)鍵。結(jié)構(gòu)電池可能不如傳統(tǒng)電池高效,但是其具承重能力,從系統(tǒng)上來看,具很大的成本效益。而且,因具更低能量密度,結(jié)構(gòu)電池不含揮發(fā)物質(zhì),因而比傳統(tǒng)電池更安全。

該項研究由瑞典創(chuàng)新局(Vinnova)、瑞典能源署(Swedish Energy Agency)、瑞典科學研究委員會(Swedish Research Council)以及Alistore歐洲研究所提供資助。