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    瑞典開發出用碳纖維車身發電,純電動汽車減重50%

    ?? 日期:2021-06-05???? 來源:騰訊網????瀏覽:471????
    核心提示:鋰離子電池組的重量是電動汽車技術的主要挑戰之一。純電動汽車要想有長續航,就需要更大的電池組。但是更大的電池組帶來了更大的
    鋰離子電池組的重量是電動汽車技術的主要挑戰之一。純電動汽車要想有長續航,就需要更大的電池組。但是更大的電池組帶來了更大的重量,更大的重量就會造成汽車耗電量的增加。所以如果一味地增大電池,那么對于純電動汽車來說也是一個惡性循環,甚至適得其反。所以現在純電動汽車都在找一個續航和重量之間的平衡。
      
    但是如果有一種電池技術可以集成到汽車的結構元件中,從而根本不增加汽車的重量,讓整輛車身直接變身成一顆大電池。這是不是一種革命性的技術呢?
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      透過碳纖維的導電特性,能讓未來電動車不再需要使用沉甸甸的鋰電池。
      瑞典哥德堡查默斯理工大學和 KTH 皇家理工學院的科學家們似乎已經找到了他們稱之為“無質量儲能”的答案。
      瑞典的想法可以追溯到 1960 年代的大獎賽賽車。BRM和路特斯率先將發動機和變速箱作為底盤的結構元件,減輕了傳統空間框架的重量。如果將鋰離子電池集成到碳纖維復合材料中,制造一種可用于汽車的結構材料,那么不但節省了電池的空間,而且也降低了質量。
     
      現有的鋰離子電池具有碳陽極和金屬氧化物陽極。當鋰離子在充電和放電過程中穿過電解液時,兩者都可以吸收鋰離子。
      2007 年啟動的瑞典研究項目提出了一種使用碳纖維形成陽極的方法,陽極由磷酸鐵涂層鋁箔制成,陽極由電解質混合物中的玻璃纖維織物隔開。新概念用碳纖維代替陽極電極的箔片,并將其與更薄的隔板相結合,創造出一種堅固的儲能材料,它具有鋁的剛度但更輕。
      早期的研究集中在碳纖維的微觀結構上。科學家們發現,晶體小的纖維比晶體大的纖維強度低,但具有良好的電化學性能,使其適用于陽極和陰極材料。結構碳纖維市場更側重于高檔飛機級材料,但強度略有下降對于汽車使用來說不是問題。
      盡管前景廣闊,但這種新材料的能量密度不如傳統電池。第一階段版本的能量密度為24 Wh/kg(或全電池組為40 Wh/kg),僅為現在一些純電動汽車64 kWh電池能量密度的17%。但是單來的好處是使汽車的重量減少約 460 公斤,這可能會對續航里程和性能產生巨大而有益的影響。
      那么問題就在于有多少這種材料可以融入汽車的結構中,以及如何在減輕重量和降低能量密度之間取得平衡。參與該項目的人員希望帶有碳纖維陽極和陰極的兩級版本的能量密度可以達到每公斤 75 瓦時。
      當然,就目前來看這項技術普及的機率應該不會太高,畢竟碳纖維車身至今仍是相當昂貴的一項材料,基本上只會在超跑車款或是少數高價電動車身上看到。
      但是使用碳纖維的輕量化特性同時舍棄了傳統電池,可以讓整輛車減少50%以上的車身重量,同時也會比使用傳統鋰電池更為安全,一旦在技術上實現突破,降低成本,那么還是有廣泛的市場前景的。
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