續(xù)航提升70%：全球最強結(jié)構(gòu)電池將賦能電動車與航空器

采用半固態(tài)電解質(zhì)的新型電池材料在實現(xiàn)鋰離子傳輸?shù)耐瑫r，通過降低起火和熱失控風(fēng)險顯著提升安全性。

查爾姆斯理工大學(xué)的研究團隊在世界經(jīng)濟論壇上公布了結(jié)構(gòu)電池復(fù)合材料的最新數(shù)據(jù)。這種被譽為"全球最強"的電池此前已被該論壇認(rèn)定為2025年最具潛力的新興技術(shù)。最新研究表明，該材料已達到可在工業(yè)應(yīng)用中同時作為儲能單元和主體結(jié)構(gòu)部件的性能水平。

結(jié)構(gòu)電池經(jīng)過特殊設(shè)計，既能承載機械負(fù)荷，又能儲存電能。這種雙重功能使電池可直接作為產(chǎn)品的框架或外殼，從而省去獨立笨重的電池組模塊。

由Leif Asp教授和Johanna Xu助理教授帶領(lǐng)的研究團隊表示，這種材料的最新版本展現(xiàn)出接近傳統(tǒng)鋰離子電池能量密度的多功能特性，同時具備可與鋁鈦等金屬媲美的機械剛度。

該材料結(jié)構(gòu)基于碳纖維同時用作正負(fù)極的復(fù)合材料。校方在新聞稿中說明："在陽極中碳纖維既充當(dāng)增強材料，又作為集電器和活性材料；在陰極中則作為增強材料、集電器以及磷酸鐵鋰的支撐骨架。"

設(shè)計利用碳纖維的天然導(dǎo)電性，省去了通常由銅或鋁制成的重金屬集電器，進一步減輕了系統(tǒng)總重。與使用液態(tài)電解質(zhì)的傳統(tǒng)電池不同，這種結(jié)構(gòu)電池采用半固態(tài)電解質(zhì)。這種材料選擇不僅有助于鋰離子在電極間傳輸，還通過降低熱失控和起火風(fēng)險提升了整體安全性。

盡管研究人員承認(rèn)仍需提高功率輸出以滿足高需求工業(yè)應(yīng)用，但目前成果表明該技術(shù)已具備吸引重大產(chǎn)業(yè)投資的條件。

該技術(shù)帶來的減重效應(yīng)將在多個領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。在消費電子領(lǐng)域，可讓筆記本電腦重量減半或使手機厚度顯著縮減；在運輸領(lǐng)域，無人機和手持工具將成為首批應(yīng)用場景。長遠(yuǎn)來看，該材料擬用于汽車和航空航天工業(yè)，通過集成至車輛底盤或飛機機身提升能效。

Asp教授早前指出："我們對電動車進行的計算顯示，若搭載具有競爭力的結(jié)構(gòu)電池，續(xù)航里程可比現(xiàn)有車型增加最多70%。"他強調(diào)制定安全規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)將是結(jié)構(gòu)電池復(fù)合材料大規(guī)模應(yīng)用的必要步驟。

若相關(guān)框架得以建立，這項技術(shù)有望通過減少材料消耗、提升電動運輸系統(tǒng)的續(xù)航與能效，帶來顯著的環(huán)境與經(jīng)濟效益。

如果朋友們喜歡，敬請關(guān)注“知新了了”！