Университет Чалмерса и KTH создали гибкую структурную связь. Низкая плотность энергии, но есть потенциал

Структурные элементы — это новая тенденция в производстве аккумуляторов. Элементы, которые до сих пор были только балластом, превращаются в элементы, которые служат основой батареи или даже автомобиля. И именно в этом направлении последовали ученые из двух известных шведских технологических университетов: Университета Чалмерса и Королевского технологического института (KTH).

Гибкие структурные связи благодаря композитам. 0,024 кВтч / кг сейчас, планы 0,075 кВтч / кг

Структурные связи иногда называют «безмассовыми», но этот термин не следует понимать буквально в смысле, характерном для физики элементарных частиц. «Безмассовые» ячейки в автомобиле — это просто ячейки, которые не являются дополнительным балластом, потому что они действуют как скелеты, подкрепления и т. Д. — необходимые структуры в автомобиле.

Созданные Chalmers University и KTH, ячейки состоят из двух электродов: на основе углеродного волокна (анод) и литий-железо-фосфатного (катод), между которыми находится стекловолоконный материал, насыщенный электролитом. Глядя на запись, можно сказать, что все это собрано в одном корпусе из композитов:

Так создается ссылка эластичный и я на электродах напряжение 8,4 вольт (3x 2,8 В). Ученые признают, что достигли плотность энергии сейчас 0,024 кВтч / кг, что более чем в десять раз ниже, чем в лучших современных батареях (0,25-0,3 кВтч / кг). Однако если вспомнить, что с классическими элементами необходимо прибавить вес модулей и корпуса аккумулятора, разница становится «всего» в 6-8 раз.

Модуль для младшихмодуль упругости конструктивного звена прототипа равен более 28 ГПа. Для сравнения: пластик, армированный углеродным волокном, имеет модуль Юнга 30-50 ГПа, поэтому ячейка Университета Чалмерса и KTH не сильно отличается от своего классического аналога.

Ученые хотят Уменьшите размер сепаратора на следующем этапе и замените алюминиевую фольгу на электроде материалом из углеродного волокна. Предполагается, что благодаря этим доработкам они выйдут на уровень 0,075 кВтч / кг и 75 ГПа.. И даже если эти типы ячеек слишком дороги для использования в автомобилях, они могут хорошо работать, например, в авиации.

Первым автомобилем с конструктивным звеном стал китайский BYD Han. В этом году они появятся или появятся в BYD Tang (2021 г.), Mercedes EQS или Tesla Model Y, производимых в Германии и основанных на 4680 элементах.

Начальное изображение: Ячейка структуры прототипа (c) Chalmers Unviersity