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汽车电池技术将开启“无质量”新时代:不仅能减重,性能比之前提高十倍

发布时间:2021-12-17

瑞典科学家开发了一种结构电池,据称可以提供“无质量”存储,因为当它成为承重结构的一部分时,它的重量就会消失。该设备的能量密度为 24 Wh/kg,旨在轻松集成到太阳能汽车中。

瑞典查尔姆斯理工大学的科学家们开发出一种结构电池,它采用碳纤维作为电极、导体和承重材料。结构电池是具有电化学储能特性的材料,可以嵌入电动汽车或无人机等物体的结构中。它们的主要目的是减轻物体本身的重量。

科学家们表示,“无质量”电池的研究和开发始于 2007 年。他们表示,从那时起,主要挑战是制造具有良好电气和机械性能的设备。然而,他们声称他们的碳纤维电池具有良好的存储性能,以及集成到电动汽车结构中所需的刚度和强度。

我们的电池还可以应用于城市车辆的车顶,如人力车和类似的车辆,这些车辆也覆盖有太阳能电池,研究员 Leif Asp 表示。

该电池由碳纤维(CF)负极和铝膜支撑的正极组成,正极由玻璃纤维(GF)隔板分隔在结构电池电解质(SBE)基质材料中。研究人员解释说,CFs 充当锂的宿主,传导电子并增强材料同样,正极箔提供了组合的机械和电气功能。

他们还指出,SBE 有利于锂离子传输并在设备的纤维、颗粒和层之间转移机械载荷。所展示的电池显示出 25 兆帕的弹性模量和超过 300 兆帕的拉伸强度。弹性模量衡量材料对弹性变形的抵抗力,抗拉强度是指材料在拉伸时可以承受而不会断裂的最大载荷。

该电池的能量密度为 24 Wh/kg,这意味着与目前可用的同类锂离子电池相比,容量约为 20%,瑞典集团表示,但由于车辆的重量可以大大减轻,例如,驱动电动汽车所需的能量就会减少,而较低的能量密度也会提高安全性。

他们在最近发表在Advanced Energy & Sustainability Research 的“ A Structural Battery and its Multifunctional Performance ”中描述了这种电池。Asp 表示,我们现在将结合车辆集成的光伏和航空航天器来测试电池。

今年 5 月,查尔姆斯理工大学的其他科学家公布了一种基于水泥的可充电电池原型,平均能量密度为 7 Wh/m2。它也非常适合屋顶光伏,主要想法是生产具有电池功能的屋顶元件,用于存储光伏能量。





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