世界上最坚固的电池

2024年10月02日 14:06

瑞典的研究人员创造了世界上最坚固的电池。它的强度如此之高,以至于可以直接用作自行车或汽车的骨架,从而减少重量和能耗。总而言之,瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员创造了世界上最强大的结构电池。这款电池由复合碳纤维制成,坚固到可以作为自行车、汽车或其他产品的结构材料。其30 Wh/kg的容量使其在普通产品中的商业化应用成为可能。

这是电池领域的一场小革命,因为查尔姆斯理工大学的研究人员创造了世界上最强大的结构电池,既能作为能源来源,又能作为支撑材料。这一创新可以显著减轻汽车、飞机和电子设备的重量,从而显著提高能效。例如,它可以将笔记本电脑的重量减半,进一步减轻电动自行车的重量,或将电动车的续航里程延长70%,标志着可持续技术的巨大进步。研究人员Richa Chaudhary解释说:

“我们成功制造了一种与铝一样刚硬且能量密度足够的复合碳纤维电池,可以实现商业应用。就像人类的骨骼一样,这种电池同时具备多种功能。”多年来,查尔姆斯一直在进行结构电池的研究,有时还与斯德哥尔摩皇家理工学院的研究人员合作。2018年,教授Leif Asp及其同事首次展示了刚硬且坚固的碳纤维如何储存化学能量。这个消息广泛传播,并被著名的Physics World杂志列为年度十大突破之一。

重量减轻和无与伦比的集成度
自2018年以来,研究团队不断完善其概念,以提高刚度和能量密度。2021年达到了一个新高度,每千克24瓦时(Wh/kg)的能量密度,大约是可比锂离子电池容量的20%。现在,它已达到30 Wh/kg。虽然这仍低于现有电池,但条件完全不同。当电池作为结构的一部分并由轻质材料制成时,总重量大大减轻。电动自行车的车架重3至5公斤。

配备这种结构电池后,车架可以储存90到150瓦时的电量(无需额外电池)。制造商因此可以设计出非常轻的自行车。作为比较,最好的锂离子电池的能量密度为200 Wh/kg。目前,这看起来并不太划算,但技术仍将在未来不断发展和改进。教授Leif Asp解释道:“如果我们想节能并考虑到子孙后代,投资轻质和节能的车辆是显而易见的选择。

我们对电动车进行了计算,结果显示,使用竞争力强的结构电池,它们的续航里程可以比现在长70%。”商业化之前的漫长道路
和所有重大的技术进步一样,从制造工艺的工业化到首批使用电池结构框架的产品的商业化还需要时间。在电池单元从实验室小规模制造转向大规模生产用于普通产品之前,仍有很多工程工作要做。教授Leif Asp保证道:“我们可以想象出像信用卡一样薄的手机,或者重量减半的笔记本电脑。

也有可能让汽车或飞机中的电子部件由结构电池供电。为了满足运输行业的能源需求,需要进行大量投资,但这正是这项技术大显身手的地方。”目前看来,汽车和航空航天领域对这项技术最感兴趣。