“無質量”碳纖維電池可兼作結構部件

從電動汽車到無人機，電池在能量密度和自身重量上一直難以得到很好的平衡。據報道，來自查爾默斯理工大學的研究團隊在“無質量”碳纖維電池項目上取得了重大突破，特點是通過讓電池兼作結構部件，以減輕整車的設計重量。

研究人員介紹，該電池由碳纖維制成的負極和磷酸鋰鐵涂覆鋁箔制成的正極組成，兩者被用作結構電解質基質的玻璃纖維織物隔開。這樣既可以像常規電池一樣在電極之間傳輸鋰離子，又有助于將機械負載分散到結構的不同部分，可以稱之為“無質量”的儲能設備。如果用這種電池取代經典的鋰離子電池，并將之集成到電動汽車中，則整車重量有望極大減輕。只需消耗更少的能量，便可驅動電動汽車的行進。從理論上來說，這種新型電池確實可以擺脫傳統電池的部分缺點，不給車輛增加任何“額外”的重量，是理想的供電材料；在實際應用中，其能量密度僅為24 Wh/kg，約為當前鋰離子電池的20%；材料剛度25 GPa，可與其他常用材料相媲美。

項目負責人表示，在性能提升10倍后，研究團隊開始將精力放到其他新目標上，比如計劃使用碳纖維代替正極中的鋁材料，以進一步提升能量和機械性能。此外用更薄的材料取代玻璃纖維織物，以實現更快充電。預計此類電池有望達成75 Wh/kg的能量密度和75 GPa的剛度（與鋁材相當），但重量卻要輕得多。可以說，從電動汽車到消費電子產品，該新型電池的潛力非常大。