“无质量”碳纤维电池可兼作结构部件

从电动汽车到无人机，电池在能量密度和自身重量上一直难以得到很好的平衡。据报道，来自查尔默斯理工大学的研究团队在“无质量”碳纤维电池项目上取得了重大突破，特点是通过让电池兼作结构部件，以减轻整车的设计重量。

研究人员介绍，该电池由碳纤维制成的负极和磷酸锂铁涂覆铝箔制成的正极组成，两者被用作结构电解质基质的玻璃纤维织物隔开。这样既可以像常规电池一样在电极之间传输锂离子，又有助于将机械负载分散到结构的不同部分，可以称之为“无质量”的储能设备。如果用这种电池取代经典的锂离子电池，并将之集成到电动汽车中，则整车重量有望极大减轻。只需消耗更少的能量，便可驱动电动汽车的行进。从理论上来说，这种新型电池确实可以摆脱传统电池的部分缺点，不给车辆增加任何“额外”的重量，是理想的供电材料；在实际应用中，其能量密度仅为24 Wh/kg，约为当前锂离子电池的20%；材料刚度25 GPa，可与其他常用材料相媲美。

项目负责人表示，在性能提升10倍后，研究团队开始将精力放到其他新目标上，比如计划使用碳纤维代替正极中的铝材料，以进一步提升能量和机械性能。此外用更薄的材料取代玻璃纤维织物，以实现更快充电。预计此类电池有望达成75 Wh/kg的能量密度和75 GPa的刚度（与铝材相当），但重量却要轻得多。可以说，从电动汽车到消费电子产品，该新型电池的潜力非常大。