研究人员表示，他们已经制造并测试了一种“结构电池”，这种电池可以为设备或电动汽车的底盘提供能量，而且节省了一吨的重量。它可以创造出像信用卡一样薄的智能手机，重量减半的笔记本电脑，实现电动汽车续航里程提高70%。
电动汽车严重依赖大型锂离子电池来实现长距离行驶。查尔姆斯理工大学的研究人员想知道，他们是否可以制造一种电池，既能作为将汽车固定在一起的承重材料，又能减轻汽车的重量。
作为他们所谓的“无质量储能”工作的一部分，瑞典的研究团队开发了一种由碳纤维复合材料制成的电池。它承诺与铝相似的硬度，同时也能够储存相当多的能量 —— 足以用于商业用途。
当然，碳纤维具有令人难以置信的轻、强和刚性，因此是一种受欢迎的（尽管价格昂贵）高性能汽车的结构和外部材料，也是航空航天应用的关键材料，每一克都很重要。
但当为此目的进行电化学工程时，它也可以作为一种有效的电极材料。由Leif Asp教授领导的Chalmers团队多年来一直在研究这一点，最初在2018年发表了一项研究，证明了具有特定晶体排列的碳纤维的这种特性。
新电池设计的能量密度为30Wh/kg，按汽车标准来看，这并不高。作为参考，现代Ioniq 6中的53千瓦时电池组的额定功率为153Wh/kg。
但这是放在盒子里的电池组的能量密度；你必须增加整个汽车结构底盘的重量，才能进行公平的比较，因为这种碳纤维结构电池的设计是为了取代整个车架，减轻了整个汽车的重量，同时释放了启动空间。
电动汽车和设备制造商可以随心所欲地利用这个新公式，要么努力生产更轻的产品，要么用更多的电池填充腾出的空间，以提高整体能量储存。
结果在实践中可能是革命性的。Asp说：“我们对电动汽车进行了计算，结果表明，如果它们有具有竞争力的结构电池，它们的行驶时间可以比现在长70%。”
该团队最新的原型几乎是之前迭代的三倍，弹性模量从25千兆帕斯卡增加到70千兆帕斯卡。该团队表示，它现在和铝一样坚硬，能够承受重量，而重量却要轻得多。
里面是什么？
这种电池的设计在阳极和阴极都使用了碳纤维，它还可以作为强化材料和电流收集器。这样一来，就不需要用铜等重材料制成的集流器，也不需要在电极设计中使用钴等冲突金属。
此外，这种电池使用半固态电解质而不是液态电解质来在终端之间移动锂离子。因此，它不易燃，使用起来更安全 —— 尽管该团队承认，在高功率应用中，离子通过电解质的速度仍然存在一些问题。这需要更多的研究。
是的，这是另一种实验室电池，因此，这些下一代电动汽车和设备还需要几年的时间，但大规模生产和商业化正在进行中。
早在2022年，该大学就与哥德堡的风投公司Chalmers Ventures合作，成立了一家名为Sinonus的新公司。今年6月，该公司任命了一位新的首席执行官，以推进其大规模储能商业化的使命，以期改变我们制造汽车、电子产品甚至风力涡轮机叶片的方式。
“人们可以想象，”Asp说，“信用卡那么薄的手机或笔记本电脑的重量只有现在的一半，这是最接近的时间。也可能是汽车或飞机上的电子元件由结构电池供电。这将需要大量投资来满足运输行业具有挑战性的能源需求，但这也是该技术可以发挥最大作用的地方。”
如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！