新型結構電池誕生,電動自行車邁向「無質量」電池

瑞典,哥德堡(Gothenburg)-瑞典查爾摩斯工學院(Chalmers University of Technology)近期在存放於電動自行車車架中的電池技術上有了新突破。他們的最新研究為汽車和其他技術鋪路,研發出「無質量」(massless)電池。
Share:
全新開發的碳纖維能同時作為電極、導體和承重材料(如電動自行車車架)。照片來源/Chalmers University

該學院於聲明中表示,新款電池技術的效能比先前的好上十倍(點閱相關原文報導)。其中的碳纖維材料可同時用於電極、導體和承重材料,這代表電池可以同時儲存電量,也可當作車架。

運作方式

現行的電動自行車電池重量不輕,也沒有承重功能。但一個結構電池可以是車體架構的一部分,也可以供電。當電池和承重結構合為一體時,電池重量便歸零,因此被稱為「無質量」電池。計算結果顯示,這類多功能電池可以大幅減輕電動自行車和其他車種的重量。

下一步發展

最早在2007年便有研究人員嘗試製造結構電池,不過至今未研發出具備良好電氣和機械效能的電池。

但該工學院表示現在技術已有真正的突破,來自Chalmers的研究人員和瑞典皇家理工學院(KTH Royal Institute of Technology)合作推出新型結構電池,效能遠超過現有電池在電能儲存、硬度和強度方面的表現。新電池的多功效能較先前結構電池原型高出十倍。

電池容量

此款電池能量密度(energy density)為24 Wh/kg,是現有同類鋰離子電池電容量的20%。不僅大幅減輕電動自行車重量,低能量密度也提高安全性。

Chalmers的專案負責人Leif Asp教授:「先前嘗試製造的結構電池不是只有具備良好機械效能,就是只有具備不錯的電氣效能。但現在使用碳纖維之後,我們成功設計出這款能夠兼顧儲電能力和剛性的結構電池。」

超輕量電動自行車實現在即

新型電池的負極為碳纖維組成,正極為塗有磷酸鋰的鋁箔做成,並透過電解質基質(electrolyte matrix)中的玻璃纖維織物隔開。雖然他們成功創造出效能好十倍的電池,研究人員並沒有選擇繼續突破紀錄,他們進一步研究並了解材料結構和隔板厚度的影響。

目前由瑞典太空總署(Swedish National Space Agency)資助的全新專案正試圖提高結構電池的效能。他們將以碳纖維替代正極的鋁箔作為承重材料,同時提高硬度和能量密度;再以超薄玻璃纖維織物取代舊的玻璃纖維隔板,提升效果並縮短充電循環。新的專案預計會在兩年內完成。

體型更小

專案負責人Leif Asp預估這樣一顆電池便能夠達到75Wh/kg的能量密度和75GPa的硬度。這樣電池就能變得和鋁一樣堅固,但重量更輕。Leif Asp表示:「下一代結構電池有極大的潛力。就消費性電子科技來看,很可能在數年內便能將智慧型手機、筆電或電動自行車的重量減半,體型更小。」

Other readers also like