碳纤维结构电池取得进展,或将改变电动车未来

碳纤维结构电池取得进展,或将改变电动车未来

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说到碳纤维结构电池取得进展,或将改变电动车未来结构电池结合了碳纤维阳极和磷酸锂铁涂覆的铝箔阴极,它们通过玻璃纤维隔板被分隔在结构电池电解质基体材料中。

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汽车设计专家们,把目光放在了如何解决电动汽车的轻量化问题上——不是减少电池组降低续航里程来减重,而是采用新的解决方案:将汽车的某些结构部件本身也变成电池。这样做,电池重量将有效地消失,不但不影响续航里程,反而会增加。因为不管动力总成如何,每辆车仍需要将其固定在一起的结构部件。碳纤维结构电池取得进展,或将改变电动车未来 现在有一个更优雅的方法可以解决这个问题,瑞典查尔默斯理工大学的一个由雷夫阿斯(LeifAsp)教授领导的小组,在这方面取得了一些突破,使每个组件都由结构上可行的材料制成电池以及存储电力。 结构电池结合了碳纤维阳极和磷酸锂铁涂覆的铝箔阴极,它们通过玻璃纤维隔板被分隔在结构电池电解质基体材料中。阳极具有三重作用,可容纳锂离子,传导电子并同时增强所有物质。电解质和由支撑结构载荷充当阴极,并在传导锂离子中发挥作用。 研究人员测试了几种不同类型的玻璃纤维(均产生了标称电压为2.8V的电池),并通过更薄的平纹组织在电池性能方面取得了更好的结果。 使用该构造的电池的电容量比为8.55Ah/kg,能量密度为23.6Wh/kg(在0.05摄氏度下),功率比为9.56W/kg(在3摄氏度下),厚度为0.27mm——作为对比,特斯拉正在使用的4680个电池的能量密度为380Wh/kg。 同时,拥有电量存储的结构载荷的刚度也不逊色于现在正在使用的金属结构载荷,使用普通玻璃纤维制造也可以实现25.5GPa的最大刚度,如果使用碳纤维增强塑料刚度还将提升10倍左右,具体取决于它的制造工艺。 阿斯教授的小组现在正在实际测试将阴极的铝箔换成碳纤维是否会进一步提高刚度(理论是上一定提高)和电气性能。他希望达到75Wh/kg和75GPa,这将使电池比铝稍硬(GPa:68),但显然要轻得多。 用结构电池制造电动汽车甚至飞机仍然是一个长期的项目,即使在最好的情况下,结构电池也可能永远无法达到专用电池的性能。但是,由于它们也将取代较重的金属结构,因此最终的车辆总体上应该更轻巧,如果组合使用的话,同等重量下,续航里程将有明显的提升。

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