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无论是笔记本电脑、电动汽车还是飞机，电池重量都是这些设备更加轻量化的主要限制因素。一种有前景的解决方案是无质量储能，即用轻质电池作为结构组件。
瑞典查尔默斯理工大学的设备以复合材料为基础，两个电极都使用碳纤维（CF）。正极涂有磷酸铁锂。在阳极，碳纤维起着加固、集电极和活性材料的作用。在阴极，碳纤维起着加固、集流体和锂支架的作用。
一、碳纤维不止是性能卓越的结构材料......
由于碳纤维可以传导电子电流，因此减少了对铝或铜等较重材料的应用。
Leif Asp教授领导的研究团队在2018年证明，碳纤维可以存储电能并用于锂离子电池。此后，他们努力提高电池的能量密度和弹性模量，这两项指标都是实现商业化的必要条件。
弹性模量从25GPa提高到76GPa，这意味着这种材料能够像铝一样支撑负载，同时重量更轻。同时，团队在能量密度方面也取得了进展，从26Wh/kg提高到了30Wh/kg。
查尔默斯大学的 Richa Chaudhary 博士将其设备的多功能性与人体骨骼进行了比较，并强调了其材料能力。
Chaudhary 解释说："传统电池体积庞大，只能作为储能设备使用，这大大增加了电动汽车等应用的重量。结构电池的设计将储能和结构支撑整合到一个轻质部件中，从而解决了重量增加的问题。"
Chaudhary报告说，"测试包括评估电池的机械性能（即拉伸强度和刚度）和电化学性能。"
采用电泳沉积等先进制造技术，以绿色和可持续的方式制备正极。结构电池经过严格的测试，以检验其在储存能量的同时承受机械负荷的能力，从而优化其在电动汽车和航空航天领域的应用。
这种多功能性也为传感设备和可穿戴电子设备提供了潜力，这将是该团队正在进行的研究的一部分，这项技术有可能更快地帮助手机和笔记本电脑减轻重量。
不过，他们的研究目标是满足运输业的能源需求，Asp教授相信这项技术能在这方面发挥最大作用。
二、商业化需要克服的问题
电池使用半固态电解质在电池端子之间传输锂离子。这降低了火灾风险，但需要进一步的研究来实现人们所期望的更高功率水平。
此外，虽然锂离子电池拥有更高的存储容量，但无质量储能电池的重量和结构部件的减少意味着较低的存储容量在总体上也同样有效。
此外，碳纤维是一种成熟的材料，具有高的强度重量比，适用于工业标准的机械加固，通过重点攻关，团队希望达到商业化的性能水平和工艺。
通过与行业合作伙伴和查尔默斯风险投资公司 Sinonus AB 的合作，团队已经在探索商业化的可能。
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