推进电动汽车：结构电池用轻量化复合材料
开发电动汽车（EV）工程师面临的问题之一是为电机提供动力所需电池的质量。电池很重。这意味着为获得续航——EV最核心需求之一——需要足够电池容量……但这陷入恶性循环：更多电池意味着更大质量，更大质量意味着续航减少。
瑞典查尔默斯理工大学研究人员开发出一种电池，可能解决此问题：它不仅储能（24瓦时/公斤），还提供结构支撑，刚度达25 GPa。
查尔默斯教授、研究项目负责人Leif Asp表示，项目与KTH皇家理工学院（瑞典斯德哥尔摩）合作运行。他说：“以往结构电池尝试要么力学性能好，要么电学性能好。但这里利用碳纤维，我们成功设计出兼具竞争力储能容量和刚度的结构电池。”
在《Advanced Energy and Sustainability Research》（第2卷第3期）论文中，Asp及合著者描述该电池：
“结构电池复合材料由CF[碳纤维]负极和铝膜支撑正极组成，中间以GF[玻纤]隔膜在SBE[结构电池电解质]基体材料中分隔。因此，CF作为Li宿主（即活性电极材料）、导电和增强材料。同理，正极箔提供力学电学双重功能。SBE促进Li离子传输并在纤维、颗粒、层间传递力学载荷。使用两种GF织物隔膜，Whatman GF/A和GF平纹，作为模型材料研究隔膜厚度和架构及材料各向异性对多功能性能影响。”
目前正研发新型结构电池，用碳纤维替代铝膜，并使用更薄玻纤隔膜。
Asp表示，预期进一步研究将产出能量密度75瓦时/公斤、刚度75 GPa的电池。
“看消费电子，”Asp说，“几年内极可能制造出重量减半、体积大幅缩减的智能手机、笔记本或电动自行车。”
纤维