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《【 Advanced Materials】碳纤维结构电池为轻型、节能汽车铺平道路》

  • 来源专题：新能源汽车
  • 编译者： 王晓丽
  • 发布时间：2024-09-25

  • 当汽车、飞机、轮船或计算机由兼具电池和承重结构功能的材料制造时，重量和能源消耗就会大大减少。瑞典查尔姆斯理工大学的一个研究小组目前在所谓的无质量储能方面取得了世界领先的进展——一种结构电池，它可以将笔记本电脑的重量减半，使移动电话像信用卡一样薄，或者在一次充电后将电动汽车的行驶里程增加70%。

    结构电池是指既能储存电能又能承受机械负荷的多功能装置。 在这种情况下，碳纤维成为一种引人注目的材料选择，它具有双重用途，既能储存能量，又能为电池提供刚度和强度。 之前的研究已经证明了结构电池电解液中金属锂功能正电极的概念。 该项研究展示了一种全碳纤维结构电池，利用原始碳纤维作为负极，磷酸铁锂涂层碳纤维作为正极，以及薄纤维素隔膜。 所有组件均嵌入结构电池电解液中并固化，以增强电池的刚性。 薄隔膜的使用提高了结构电池的能量密度。 结构电池复合材料的能量密度为 30 Wh kg-1，循环稳定性高达 1000 次，库仑效率≈100%。 值得注意的是，当平行于纤维方向进行测试时，全纤维结构电池的弹性模量超过 76 GPa，这是迄今为止文献报道的最高值。 结构电池可直接替代电动汽车的结构部件，同时减少传统电池的数量。 因此，可为未来的电动汽车节省大量成本。

    原文链接：: Richa Chaudhary et al, Unveiling the Multifunctional Carbon Fiber Structural Battery, Advanced Materials (2024). DOI: 10.1002/adma.202409725

  • 原文来源：https://techxplore.com/news/2024-09-carbon-fiber-battery-paves-energy.html#nav-featured
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    • Sinonus公司是瑞典查尔姆斯理工大学(CTU)的一家分拆公司，现已开发出一种独特的碳纤维材料。这种材料能够储存电能，使包括电动汽车、飞机、风力涡轮机叶片在内的多个行业的现有结构能够储存能量。 该公司成立于2022年，而在一年前，查尔姆斯理工大学的研究人员发现了一种将碳纤维复合材料应用于现实世界的方法。目前，Sinonus公司表示其正处于将技术商业化的风口浪尖。 “Sinonus公司已开发出一种神奇的可以兼作电池的碳纤维复合材料，”Markus Zetterstr?m在一个月前出任公司首席执行官一职时在领英上写道，“通过将系统/应用中的部分结构材料替换为我们的多用途复合材料，可以在保持重量和体积不变的情况下增加电存储容量，或者在保持电池容量不变的情况下减少系统重量和体积(当然还有一些是两者的结合)。” 材料的能量密度取决于应用所需的结构性能和电气性能。 “有人可能会说，结构需求/规格越高，能量密度就越低(反之亦然)。在保持良好结构容量的同时，其能量密度的可能跨度约为当前技术水平下传统锂离子电池的25-50%，”Zetterstr?m告诉ESS News。 Sinonus公司已经在实验室中用低功耗产品取代了AAA电池，展示了这项技术的潜力。其目标是将该项技术扩展到物联网设备等更大规模的应用中，并最终扩展到无人机、计算机、大型车辆，甚至飞机上。
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