研究人員成功設(shè)計(jì)出一種結(jié)構(gòu)電池，將為新能源汽車的發(fā)展提供更多的動(dòng)力

文／陳根

從只能飛行這么長(zhǎng)時(shí)間的電動(dòng)飛機(jī)到每幾百英里需要停車充電的電動(dòng)汽車，重型、笨重的電池是這些類型車輛行駛距離的巨大限制因素。

現(xiàn)在，查爾默斯理工大學(xué)的科學(xué)家們則聲稱他們?cè)谶@些常規(guī)儲(chǔ)能技術(shù)上取得了重大突破，研究人員展示了一種新型的“無(wú)質(zhì)量”電池，可以同時(shí)作為車輛的動(dòng)力源和結(jié)構(gòu)部件。

其中，碳纖維是這項(xiàng)研究的關(guān)鍵支柱，因?yàn)樘祭w維具有卓越和眾所周知的機(jī)械性能，以及當(dāng)以正確的方式設(shè)計(jì)時(shí)可以作為電極材料。事實(shí)上，早在2018年，科學(xué)家們就發(fā)表了一項(xiàng)研究，描述了一種碳纖維的形式，其晶體排列恰到好處，既能為車輛制造提供所需的剛度，也為儲(chǔ)能提供必要的電化學(xué)性能。

作為將這項(xiàng)研究轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)世界應(yīng)用努力的一部分，研究人員現(xiàn)在生產(chǎn)了一種基于碳纖維的結(jié)構(gòu)電池，其性能是之前任何版本的10倍。研究人員將其描述為“無(wú)質(zhì)量”的儲(chǔ)能設(shè)備，因?yàn)榕c常規(guī)電池不同，它不會(huì)給車輛增加任何額外的重量，至少在理論上是如此。

也就是說(shuō)，如果這種電池被集成到電動(dòng)汽車中，汽車的重量就會(huì)小得多，因此僅需要更少的能量來(lái)推動(dòng)它穿過(guò)地面。至于其力學(xué)性能，該團(tuán)隊(duì)表示，該材料的剛度為25 GPa，可以與其他常用的建筑材料競(jìng)爭(zhēng)。

當(dāng)然，該儲(chǔ)能設(shè)備也必然面對(duì)其局限。比如，電池的能量密度為24 Wh／kg，這大約是當(dāng)今鋰離子電池容量的20％。可以說(shuō)，利用碳纖維，研究人員成功設(shè)計(jì)出一種既具有競(jìng)爭(zhēng)力的儲(chǔ)能能力和剛性的結(jié)構(gòu)電池，或?qū)?span >新能源汽車的發(fā)展提供更多的動(dòng)力。