瑞典新研究：碳纤维可作电池电极储存电能

据外媒报道，瑞典查尔姆斯理工大学（Chalmers University of Technology）的一项研究表明，碳纤维可用作电池电极，直接储存电能。

该项研究为结构电池开辟了新机遇，使碳纤维能够成为能源系统的一部分。此种多功能材料还能显著减轻未来飞机和车辆的重量，有助于解决电气化的关键挑战。为了延长每次电池充电后的续航里程，减重对车辆来说非常重要。

查尔姆斯理工大学材料与计算力学教授Leif Asp表示“汽车车身不仅仅是一个承重元件，还可充当电池。”除了研究碳纤维作为增强材料可实现的功能之外，Leif Asp教授还研究碳纤维材料可储存能量。Asp补充说“碳纤维还可用作其他功能，例如为传感器或能量和数据的导体收集动能。如果所有上述功能都可在汽车上实现，那么汽车重量可减少50％。”

Asp是多学科研究小组的负责人，最近，该小组发表了一项有关碳纤维微观结构如何影响电化学特性的研究，即碳纤维作为锂离子电池电极的潜力。到目前为止，该研究领域是一个尚未开发的全新领域。

研究人员研究了不同类型的商用碳纤维的微观结构，发现有小但是质素差晶体的碳纤维具良好的电化学性能，但是强度降低；而有大且质素好晶体的碳纤维强度更好，但是电化学性能太低，无法用于结构电池。但是，在该研究中，具良好电化学性能的碳纤维仍比钢的强大略高。

研究人员目前正与汽车和航空业合作。Leif Asp认为，对于航空业来说，可能有必要增加碳纤维复合材料的厚度，以弥补结构电池的刚度，同时可增加其储能能力。此外，根据重量、强度、刚度和电化学特性系统优化车辆是关键。结构电池可能不如传统电池高效，但是其具承重能力，从系统上来看，具很大的成本效益。而且，因具更低能量密度，结构电池不含挥发物质，因而比传统电池更安全。

该项研究由瑞典创新局（Vinnova）、瑞典能源署（Swedish Energy Agency）、瑞典科学研究委员会（Swedish Research Council）以及Alistore欧洲研究所提供资助。

作者余秋云