3 结构电池的行业领先应用

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无菌电池

图片来源:Yen Strandqvist/查尔姆斯科技大学。

早在埃隆-马斯克宣布特斯拉正在寻求将电池整合到汽车结构本身以减少能量存储的重量之前,研究人员已经在开发结构性电池解决方案。拥有一个 "无质量 "的电池意味着什么,这种类型的电池可能有哪些应用?

什么是结构性电池?

电池往往是机器中最重的部分;在电动汽车中,电池组可能占整个质量的25%。在车辆或无人机等移动应用中,这意味着携带电池组也需要消耗大量能量。与燃料不同的是,燃料会随着时间的推移而燃烧并使车辆变轻,而电池则保持其全部重量,因此不会有效地消耗能量。

这一障碍正是结构性电池所希望解决的。从理论上讲,这些类型的电池可以作为机器本身的一个完整的承重部分。它们也被称为 "无质量 "电池,因为它们不会在必要的结构元素之外给设备或机器增加任何额外的质量。例如,特斯拉希望将电池组作为汽车本身的地板,从而消除了单独的汽车地板来容纳沉重的电池的需要。

无质量的电池使用什么材料?

与目前的电池在保护性电池组外壳内的情况不同,结构性电池必须独立承受重量。出于这个原因,它们需要由更多的刚性和坚固的材料制成。结构性电池研究人员的一个共同选择是碳纤维。它不仅是一种坚固的材料,可以维护结构的完整性;由于它的高离子携带能力,它也是一种有利的电池阳极材料。

尽管自2000年以来,结构电池一直在开发中,但还没有一个可行的演绎。这 最新版本 由查尔姆斯理工大学的研究人员开发的无质量电池,比以前的电池好十倍。然而,在能量密度仅为24wh/kg的情况下,它的容量只有锂离子电池的20%。还有一些路要走,但这项技术确实很有前途。

结构电池的应用和好处

  • 电动汽车

电动汽车,从汽车和卡车到船舶和飞机,将大大受益于结构电池。如前所述,车辆电池组占用了大量的重量。将能量储存整合到结构本身将增加车辆的续航能力,因为不需要额外的能量来承载非承重电池组。这种能量的节省对于像货运卡车甚至飞机这样的大型车辆尤其有价值,因为它可以帮助解决里程焦虑。

  • 机器人技术

结构电池的另一个令人兴奋的应用是机器人技术。与电动车一样,机器人的电池往往可以构成机器人的空间或质量的20%,限制了机器人的设计。

机器人研究人员一直在探索如何将电池整合到机器人的解剖结构中,设计出生物形态的电池,在某些方面借鉴了动物的能量储存概念。他们的研究以脂肪组织在整个身体内储存能量的方式为基础。 科学家 正在开发将能量储存分布在整个机器人上的方法。 这些类型的结构电池有可能被用于 应用 如人体假肢以及柔性或软性机器人。

  • 医学和微电子学

微电子学也是结构电池的一个有前途的应用,特别是在医疗应用和植入物方面。结构性电池将使制造商能够以更小的形式设计这些设备。像心脏起搏器或助听器这样的电池供电设备可以被重新设计,使其更舒适,更无缝地与身体结合。

电池测试如何支持研究

高质量、可定制的电池测试技术可以支持结构电池的研究和开发。阿尔宾的 再生电池测试系列例如,它可以根据 "电池 "一词来测试电池。 驱动循环, 模仿电池在现实生活中的使用方式。这可以为科学家提供一个更准确的电池能力快照,促进和加快测试和开发过程。 联系我们 以了解更多信息。

发布在

阿尔滨团队

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