「結構電池」研發取得新突破 性能提升十倍

電池示意圖。（ShutterStock）

【大紀元2021年04月01日訊】（大紀元記者高文森編譯報導）瑞典查爾姆斯理工大學（Chalmers University of Technology）的研究人員在無重量、可以作為結構材料的電池（massless structural battery）研究上實現突破，性能提升了十倍。這將對電動車和電動飛機的設計帶來巨大變革。

這類電池是電池研發領域的新趨勢——把電池材料建造在各種應用材料之上，使得電池成為應用結構體的一部分。例如把電池融進車身材料內，建築的鉚釘就是電池，或是整個牆面就是電池，等等等等，可以想象這樣的電池將有多麼廣泛的應用範圍。

這樣的電池設計使得要用到電池的物體無需再背負一個單獨的電池單元，這讓專屬於電池的質量微乎其微，將極大擴展電池的應用面。

現在的電動車已經占有一定的市場份額，但是電池模塊仍然相當笨重，占有全車質量很大的比例，因此現在的電動車按照電池的重量在設計上進行了很多妥協。

1月27日發表於《高級能源與可持續性研究》（AESR）期刊的這份研究稱，他們新發明的無重、可作為結構材料的電池實現了性能突破。

研究人員在正負極之間鋪上一層玻璃質地的織物，再用一種聚合物電解質填充，放在烤箱加熱，製成了這種很薄的電池。研究者表示，這種新電池的性能比現有的技術提升了十倍。

查爾姆斯理工大學發佈研究成果的新聞稿寫到：「這種電池的能量密度達到24Wh/kg，這相當於現在鋰離子電池容量的約20%。可是因為車的重量將顯著減小，開車所需的能量也大幅減少，所以低一些的能量密度提升了其安全性。加上它的剛性達到25 Gpa，這種可作為結構材料的電池確實可以與許多其它常用的建築材料競爭。」

研究者表示，下一步打算用碳纖維材料代替現在電極內所用的鋁箔，以及再減小隔層的厚度。這樣電池的能量密度有希望達到75 Wh/kg，剛性達到75 Gpa，將再刷新無質量電池性能指標的紀錄，並進一步減小它的質量。

配合太陽能板應用前景無限

除了用於電動車，研究者表示，這種電池在電動自行車（e-bikes）、衛星、筆記本電腦等設備上都很實用。

這類電池在飛機上的應用更是令人期待。現在的電池技術是阻礙電動飛機發展的一個主要障礙。有了無質量電池材料，不論是普通飛機還是直升機，都有希望更改設計變成電動飛機，甚至還可以配合太陽能板材料，把能量儲存在機身上按需要取用。

責任編輯：葉紫微