'无抽肉能量储存的大突破

结构电池复合材料不能像锂离子电池一样将能量存储在一起，但具有几种特性，使它们具有高度吸引力，可用于车辆和其他应用。当电池变成承载结构的一部分时，电池的质量基本上是“消失”。

Chalmers技术大学的研究人员生产了一个结构电池，比以前的所有版本更好地执行了十倍。它含有与电极，导体和承载材料同时用的碳纤维。他们最新的研究突破为基本上“无大量”的车辆和其他技术储能铺平了道路。

今天的电池＆＃39; S电动汽车构成了车辆的大部分＆＃39;重量，无需满足任何承载功能。另一方面，一个结构电池是作为电源和作为结构的一部分的工作电池 - 例如，在车身中。这被称为“无大量”的能量存储，因为本质上，电池的重量在成为承载结构的一部分时消失。计算表明这种类型的多功能电池可以大大减小电动车辆的重量。

Chalmers技术大学结构电池的开发经过多年的研究，包括涉及某些类型的碳纤维的先前发现。除了僵硬和强大之外，它们还具有化学存储电能的良好能力。这项工作被物理世界命名为2018年最大的科学突破之一。

第一次尝试制作结构电池的2007年，但到目前为止还难以制造电池，具有良好的电气和机械性能。

但现在，在斯德哥尔摩康和斯德哥尔摩的康德尔摩协作，研究人员，在斯德哥尔摩合作，研究人员们向斯德哥尔摩合作迈出了一项实际的一步，在电能储存，刚度和强度方面，斯德哥尔摩的皇家理工学院合作，具有远远超过任何物业的结构电池。它的多功能性能比以前的结构电池原型高十倍。

Johanna Xu医生在Chalmers复合实验室中有一个新制造的结构电池，她展示了Leif Asp。该电池由碳纤维电极和由玻璃纤维织物分离的锂铁磷酸铁电极组成，全部浸渍有用于组合机电功能的结构电池电解质。图片：Marcus Folino

电池的能量密度为24WH / kg，其电容约为20％，与目前可用的可比较的锂离子电池相比大约20％。但是，由于车辆的重量可以大大降低，因此越差的能量来驱动电动车，例如，较低的能量密度也导致安全性增加。并且由于25 GPA的刚度，结构电池可以真正与许多其他常用的建筑材料竞争。 “以前的制造结构电池的尝试导致具有良好机械性能的细胞，或良好的电性能。但是，在这里，使用碳纤维，我们成功地设计了具有竞争性能量存储能力和刚性的结构电池，“莱夫斯特·阿斯特（Chalmers）和项目领导者教授解释道。

新电池具有由碳纤维制成的负电极，以及由磷酸铁锂涂覆的铝箔制成的正电极。它们在电解质基质中被玻璃纤维织物分开。尽管取得了比以前的所有结构电池更好的成功，但研究人员没有选择尝试和打破记录的材料 - 相反，他们想调查和理解材料架构和分离器厚度的影响。

现在，由瑞典国家空间机构资助的新项目正在进行中，在结构电池的表现将进一步增加。铝箔将用碳纤维作为正电极中的承载材料代替，提供增加的刚度和能量密度。玻璃纤维分离器将用超薄变体替换，这将产生更大的效果 - 以及更快的充电周期。预计新项目将在两年内完成。

Leif Asp，谁也领导了这个项目，估计这种电池可以达到75w / kg的能量密度和75 gpa的刚度。这将使电池与铝一样强，但重量相对较低。

“下一代结构电池具有很好的潜力。如果您在几年内，可以在几年内制造智能手机，笔记本电脑或电动自行车的可能性是非常可能的，这就像今天的一半一样重，并且更紧凑“，莱夫ASP说。

在长期内，绝对可以想象，电动汽车，电动平面和卫星将由结构电池设计和供电。

“我们真的只受到我们的想象力的限制。我们已经收到了许多不同类型的公司的注意力，即在该领域的科学文章的出版物有关。 Leif Asp说，在这些轻质多功能材料中，可以理解大量的兴趣。“

结构电池使用碳纤维作为负极，以及磷酸铁涂覆的铝箔作为正极。碳纤维充当锂的宿主，从而存储能量。由于碳纤维也进行电子，因此还避免了对铜和银导体的需要 - 进一步降低重量。碳纤维和铝箔均有助于结构电池的机械性能。将两个电极材料保持在结构电解质基质中用玻璃纤维织物分离。电解质的任务是将锂离子运输在电池的两个电极之间，而且还用于在碳纤维和其他部件之间转移机械负载。

该项目在Chalmers Technology大学和Kth皇家理工大学之间进行了合作，瑞典＆＃39; S两个最大的技术大学。电池电解质已经在Kth开发。该项目涉及来自五个不同学科的研究人员：材料力学，材料工程，轻质结构，应用电化学和纤维和聚合物技术。

资金来自欧洲委员会＆＃39; S Chinese计划清洁天空II以及美国空军。

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