鉅大LARGE | 點擊量:794次 | 2020年08月10日
碳纖維電池電極儲存電能 或使車輛減重50%
據外媒報道,瑞典查爾姆斯理工大學(ChalmersUniversityofTechnology)的一項研究表明,碳纖維可用作電池電極,直接儲存電能。
該項研究為結構電池開辟了新機遇,使碳纖維能夠成為能源系統的一部分。此種多功能材料還能顯著減輕未來飛機和車輛的重量,有助于解決電氣化的關鍵挑戰。為了延長每次電池充電后的續航里程,減重對車輛來說非常重要。
查爾姆斯理工大學材料與計算力學教授LeifAsp表示:“汽車車身不僅僅是一個承重元件,還可充當電池?!背搜芯刻祭w維作為增強材料可實現的功能之外,LeifAsp教授還研究碳纖維材料可儲存能量。Asp補充說:“碳纖維還可用作其他功能,例如為傳感器或能量和數據的導體收集動能。假如所有上述功能都可在汽車上實現,那么汽車重量可減少50%?!?/p>
Asp是多學科研究小組的負責人,最近,該小組發表了一項有關碳纖維微觀結構如何影響電化學特性的研究,即碳纖維作為鋰離子電池電極的潛力。到目前為止,該研究領域是一個尚未開發的全新領域。
研究人員研究了不同類型的商用碳纖維的微觀結構,發現有小但是質素差晶體的碳纖維具良好的電化學性能,但是強度降低;而有大且質素好晶體的碳纖維強度更好,但是電化學性能太低,無法用于結構電池。但是,在該研究中,具良好電化學性能的碳纖維仍比鋼的強大略高。
研究人員目前正與汽車和特種業合作。LeifAsp認為,關于特種業來說,可能有必要新增碳纖維復合材料的厚度,以彌補結構電池的剛度,同時可新增其儲能能力。此外,根據重量、強度、剛度和電化學特性系統優化車輛是關鍵。結構電池可能不如傳統電池高效,但是其具承重能力,從系統上來看,具很大的成本效益。而且,因具更低能量密度,結構電池不含揮發物質,因而比傳統電池更安全。
該項研究由瑞典創新局(Vinnova)、瑞典能源署(SwedishEnergyAgency)、瑞典科學研究委員會(SwedishResearchCouncil)以及Alistore歐洲研究所供應資助。