想象一下,有這樣一種電動汽車,輕便、高速、單次充電能行駛數百英里。它無需備用電池,大大減輕了負重。因為電池與車身已經融為一體。結構電池早在21世紀初就已經出現,當時美國軍方以碳纖維為導電材料設計了第一款結構電池。眾所周知,碳纖維很輕,還可以用來制造各種東西,包括汽車車身。特斯拉的埃隆·馬斯克(Elon Musk)在其公
想象一下,有這樣一種電動汽車,輕便、高速、單次充電能行駛數百英里。它無需備用電池,大大減輕了負重。因為電池與車身已經融為一體。結構電池早在21世紀初就已經出現,當時美國軍方以碳纖維為導電材料設計了第一款結構電池。眾所周知,碳纖維很輕,還可以用來制造各種東西,包括汽車車身。
特斯拉的埃隆·馬斯克(Elon Musk)在其公司的電池日(Battery Day)上宣布,他們打算把電池置于汽車底盤內。是時候去掉“運動包”,把電池裝進車身了。馬斯克稱這一決定是革命性的。但那些多年來一直致力于結構電池研究的科學家們對此是不屑一顧的。
倫敦帝國理工學院材料科學家、皇家工程學院新興技術系主任埃米爾·格林哈爾(Emile Greenhalgh)告訴《連線》雜志:“他根本就是在重復我們10年前做過的事情,我們現在做的已經超越了埃隆·馬斯克所說的。并沒有嵌入式電池,碳纖維材料本身就是能量儲存裝置。”
格林哈爾(Greenhalgh)是致力于結構電池研究的專家之一。結構電池不是汽車的外部零件,而是汽車的一個元件,因為本質上來說,電池是用來制造車身或其他部件的原材料。
結構電池構成十分簡單,僅由兩層碳纖維材料組成,一層帶負電荷,另一層帶正電荷,正極和負極之間是玻璃纖維制成的絕緣層。從理論上講,該材料可用于制造汽車的整個車身。
設計一款能夠實際工作的結構電池一直以來都很具有挑戰性。2018年,《史密森雜志》報道了一個由勒夫·阿斯(Leif Asp)教授率領的查默斯理工大學進行的此類項目。盡管結構電池的前景向好,但項目團隊發現使其正常工作很難。
當時,勒夫告訴《史密森雜志》:“市面上碳纖維,都拿來研制結構電池或其他電子設備了。”勒夫、格林哈爾以及其他研究人員仍致力于開發一種同時具備這兩種功能的復合材料,但格林哈爾表示,在研究過程中,為籌集到足夠經費花了不少時間,項目才得以繼續進行。今年,這兩位科學家和他們的團隊甚至完成了一個為飛機研制結構電池的項目。
假設結構電池可能會危及到“普通”鋰電池的發展,而汽車制造商在鋰電池上已經花費了數百萬美元。通用汽車(GM)正在俄亥俄州建造一個全新的電池廠,但它并不生產結構電池。在歐洲,大眾汽車(Volkswagen)對德國的一家大型工廠進行部分調整,該工廠從2024年開始生產電動汽車(EV)電池。大型汽車制造商對交通電氣化 投入了大量資金支持。
然而,結構電池似乎還有待改善。2013年,勒夫、格林哈爾和團隊中的其他專家共同完成了一個為期三年的名為“存儲”的項目,成功地將商用鋰離子電池整合到一輛沃爾沃的結構部件中。然而,電池太小,只能在熄火后的短時間內支撐空調系統、音響和燈光。要實現這一預期可能還要一段時間,但一想到不再用電池為汽車提供動力,而是直接用電池來造車,這是多么美好的希冀!
作者: 來源:能源輿情
責任編輯:jianping