據國外媒體報道,查爾姆斯理工大學與瑞典皇家理工學院(KTH)合作開發了一種新的結構電池,其性能是之前結構電池的10倍。電池采用碳纖維材料,同時作為電極、導體和承重材料。它的研發成功為汽車等技術實現真正的“無質量”儲能鋪平了道路。
電池重量在電動車總重量中占很大比重,而且沒有承重功能。該結構電池不僅可以提供電力,還可以作為汽車的結構部件。這種電池是“無質量”儲能,即當電池可以作為承重結構部件時,其質量可以忽略不計。計算結果表明,這種多功能電池可以大大減輕電動汽車的重量。查爾姆斯理工大學研究結構電池已經很多年了,之前也發現了很多其他類型的碳纖維,不僅強度大,而且化學儲能能力也很好。
2007年,研究人員首次嘗試開發結構電池,但到目前為止,他們還沒有開發出具有良好電氣和機械性能的電池。然而,最近在結構電池的研究和開發方面取得了實質性進展。查爾姆斯理工大學與瑞典皇家理工學院(KTH)合作開發了一種結構電池,在儲能、剛度和強度方面都優于現有產品,多功能性能是之前結構電池的10倍。

(來源:查爾姆斯理工大學)
這種電池的能量密度為24 Wh/kg,是現有同類鋰離子電池容量的20%。由于這種結構的電池可以大大減輕車重,因此驅動電動車所需的能量也相應減少。此外,低能量密度也提高了車輛安全性。這種結構電池的剛度為25 GPa,與許多常見的建筑材料相當。
查默斯理工大學教授、項目負責人葉小開Asp說:“之前開發的結構電池單元具有良好的機械性能或良好的電氣性能。但通過使用碳纖維,我們成功設計了一種具有良好存儲容量和剛性的結構電池。”
新結構電池的負極由碳纖維制成,正極由涂有磷酸鋰的鋁箔制成,正負極由電解質基體中的玻璃纖維織物隔開。雖然碳纖維的使用使電池的性能提高了10倍,但研究人員沒有選擇繼續打破紀錄,而是研究和了解了材料結構和隔膜厚度的影響。
目前,一個由瑞典國家航天局資助的新項目正試圖進一步提高電池的性能。他們將在正極中使用碳纖維代替鋁箔,并將其用作承重材料,以提高剛度和能量密度。此外,他們將使用超薄玻璃纖維織物代替以前的玻璃纖維織物,進一步提高剛度和能量密度,縮短充電周期。新項目預計在兩年內完成。
這個項目的領導者葉小開Asp預測,這種結構電池未來將提供75 Wh/kg的能量密度和75 GPa的硬度,與鋁一樣堅固,但要輕得多。葉小開Asp說:“下一代結構電池具有巨大的潛力。基于目前的消費產品技術,未來幾年,智能手機、筆記本電腦和電動自行車的重量很可能只有現在的一半,而且會更小。”從長遠來看,結構電池很可能在未來為電動汽車、電動飛機和衛星提供動力。據國外媒體報道,查爾姆斯理工大學與瑞典皇家理工學院(KTH)合作開發了一種新的結構電池,其性能是之前結構電池的10倍。電池采用碳纖維材料,同時作為電極、導體和承重材料。它的研發成功為汽車等技術實現真正的“無質量”儲能鋪平了道路。
蝙蝠……ry重量在電動車總重量中占很大比重,沒有承重功能。該結構電池不僅可以提供電力,還可以作為汽車的結構部件。這種電池是“無質量”儲能,即當電池可以作為承重結構部件時,其質量可以忽略不計。計算結果表明,這種多功能電池可以大大減輕電動汽車的重量。查爾姆斯理工大學研究結構電池已經很多年了,之前也發現了很多其他類型的碳纖維,不僅強度大,而且化學儲能能力也很好。
2007年,研究人員首次嘗試開發結構電池,但到目前為止,他們還沒有開發出具有良好電氣和機械性能的電池。然而,最近在結構電池的研究和開發方面取得了實質性進展。查爾姆斯理工大學與瑞典皇家理工學院(KTH)合作開發了一種結構電池,在儲能、剛度和強度方面都優于現有產品,多功能性能是之前結構電池的10倍。

(來源:查爾姆斯理工大學)
這種電池的能量密度為24 Wh/kg,是現有同類鋰離子電池容量的20%。由于這種結構的電池可以大大減輕車重,因此驅動電動車所需的能量也相應減少。此外,低能量密度也提高了車輛安全性。這種結構電池的剛度為25 GPa,與許多常見的建筑材料相當。
查默斯理工大學教授、項目負責人葉小開Asp說:“之前開發的結構電池單元具有良好的機械性能或良好的電氣性能。但通過使用碳纖維,我們成功設計了一種具有良好存儲容量和剛性的結構電池。”
新結構電池的負極由碳纖維制成,正極由涂有磷酸鋰的鋁箔制成,正負極由電解質基體中的玻璃纖維織物隔開。雖然碳纖維的使用使電池的性能提高了10倍,但研究人員沒有選擇繼續打破紀錄,而是研究和了解了材料結構和隔膜厚度的影響。
目前,一個由瑞典國家航天局資助的新項目正試圖進一步提高電池的性能。他們將在正極中使用碳纖維代替鋁箔,并將其作為承重材料,以提高剛度和能量密度。此外,他們將使用超薄玻璃纖維織物代替以前的玻璃纖維織物,進一步提高剛度和能量密度,縮短充電周期。新項目預計在兩年內完成。
這個項目的領導者葉小開Asp預測,這種結構電池未來將提供75 Wh/kg的能量密度和75 GPa的硬度,與鋁一樣堅固,但要輕得多。葉小開Asp說:“下一代結構電池具有巨大的潛力。基于目前的消費產品技術,未來幾年,智能手機、筆記本電腦和電動自行車的重量很可能只有現在的一半,而且會更小。”從長遠來看,結構電池很可能在未來為電動汽車、電動飛機和衛星提供動力。
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