查爾默斯科技大學(xué)的研究人員在世界經(jīng)濟(jì)論壇上展示了關(guān)于結(jié)構(gòu)電池復(fù)合材料的新數(shù)據(jù)。這種被稱為“世界上最強(qiáng)電池”的材料，此前被論壇評選為2025年最具潛力的新興技術(shù)。

最新的研究結(jié)果表明，這些材料在工業(yè)應(yīng)用中既能作為能量存儲單元，又能作為主要結(jié)構(gòu)組件的性能水平。

結(jié)構(gòu)電池的設(shè)計旨在承載機(jī)械負(fù)荷，同時存儲電能。這種雙重功能讓電池可以直接作為產(chǎn)品的框架或外殼，有效地消除了對單獨重型電池組的需求。

根據(jù)萊夫·阿斯普教授和助理教授喬漢娜·徐領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊的研究，這種材料的最新版本展現(xiàn)了接近傳統(tǒng)鋰離子電池能量密度和鋁、鈦等金屬機(jī)械剛度的多種功能特性。

設(shè)計消除重金屬使用

材料結(jié)構(gòu)基于一種復(fù)合材料，使用碳纖維作為正負(fù)電極。

“在陽極中，它既是增強(qiáng)材料，又是電流收集器和活性材料；在陰極中，它同樣是增強(qiáng)材料和電流收集器，還充當(dāng)鋰鐵磷酸鹽的支架，”大學(xué)在新聞稿中表示。

通過利用碳纖維的自然電導(dǎo)率，這一設(shè)計消除了對通常由銅或鋁制成的重金屬電流收集器的需求，進(jìn)一步減輕了系統(tǒng)的整體重量。

與使用液體電解質(zhì)的傳統(tǒng)電池相比，這種結(jié)構(gòu)性電池采用了半固態(tài)電解質(zhì)。

這種材料的選擇有助于鋰離子在電極之間的傳輸，同時通過降低熱失控和火災(zāi)風(fēng)險，提高電池的整體安全性。

雖然研究人員承認(rèn)還需要進(jìn)一步的工作來提高功率輸出以滿足高需求的工業(yè)應(yīng)用，但目前的結(jié)果顯示，這項技術(shù)已經(jīng)準(zhǔn)備好吸引重大行業(yè)投資。

提升電氣化運輸系統(tǒng)

減重對多個行業(yè)的影響非常顯著。在消費電子產(chǎn)品領(lǐng)域，這項技術(shù)可能使筆記本電腦的重量減半，手機(jī)的厚度顯著變薄。在運輸領(lǐng)域，預(yù)計這項技術(shù)會立即應(yīng)用于無人機(jī)和手持工具的生產(chǎn)。

從長遠(yuǎn)來看，這種材料計劃用于汽車和航空航天行業(yè)，可以集成到車輛底盤或飛機(jī)機(jī)身中，以提升能效。

“我們對電動汽車進(jìn)行了計算，結(jié)果顯示如果它們配備競爭力的結(jié)構(gòu)電池，續(xù)航時間可以比現(xiàn)在延長70%?！卑⑺蛊战淌谠缜氨硎尽?/p>

他得出結(jié)論，制定安全法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)將是廣泛采用結(jié)構(gòu)電池復(fù)合材料的必要步驟。

如果這些框架得以建立，預(yù)計這項技術(shù)將通過減少材料消耗和提升電動交通系統(tǒng)的續(xù)航能力和效率，帶來顯著的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。