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瑞典研究出具有高抗拉强度的碳纤维EV锂电池材料

2014-07-07 14:25
人在旅途20
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  日前,有消息称来自瑞典的研究人员正在探索研制可用于电动汽车的碳纤维锂电池电极材料,该材料具有非常高的抗拉强度。该碳纤维锂电池电极材料将被用于电动汽车的多功能锂离子结构电池。其中,多功能锂离子结构电池能够将电池储能物质集成到汽车车身中。由于碳纤维材料具有非常高的抗拉强度和极限拉伸强度(ultimatetensilestrength,UTS),并且其还具有非常强的锂离子集成能力。因此,碳纤维材料常被用作锂离子电池中的结构电极。

  来自瑞典皇家理工学院(KTH)的MatsJohansson表示,以上电动汽车碳纤维锂电池结构电极材料研发项目主要研究目的是为了提升电池的机械特性,实现电池不仅可以存储能量而且还可以被设计集成为结构的一部分等功能。MatsJohansson还举例子道,通过利用以上电动汽车碳纤维锂电池结构电极材料可以将汽车的发动机盖设计为电池的一部分。以上多功能锂离子结构汽车电池目前已经吸引了众多的项目研究,其中包括:

  来自英国伦敦帝国学院的研究人员和沃尔沃汽车技术研究人员组成了一支研究团队。该研究团队的研究目的是为了研发一种多功能锂离子结构汽车电池原型,该电池采用的是碳纤维材料和聚合物树脂,这样一来该电池不仅可以存储、释放电能,而且其结构强度高且重量轻,因此又可以用来设计制造集成到汽车零部件中。该研究项目总经费为340万欧元(约合470万美元)。项目研发人员计划利用复合材料替换掉备胎舱中的金属底板。沃尔沃汽车公司目前正在努力研究设计将该备胎舱复合材料应用到原型车中以进行试验研究。

  沃尔沃汽车研究小组已经研发出了两种多功能复合材料组件并进行了实验研究,这为以上技术的后续研究打下了基础。其中,已经研发出的两种多功能复合材料组件分别为后备箱盖和充气罩,以上两种新组件均在沃尔沃S80车型中进行了实车实验。

  RANGE研究计划

  美国高级项目研究所能源所(AdvancedResearchProjectsAgency-Energy,ARPA-E)推出了名为RANGE的研究计划,该计划的目的是为了推动电动汽车储能介质革命性进步。在2013年,美国高级项目研究所能源所分别向四个不同的研究项目授予了总额高达875万美元的项目奖金。以上四个研究项目分别由斯坦福大学(StanfordUniversity)、加州大学圣地亚哥分校(UCSanDiego)、亚利桑那州立大学(ArizonaStateUniversity)和宾州州立大学(PennState)领导完成。其中,以上四个研究项目的研究目的均为研发多功能结构汽车用电池。

  英国伦敦帝国学院研发项目协调人EmileGreenhalgh表示,以上多功能结构电池复合材料不仅可以存储并释放电能,与此同时还可以承载机械载荷。其所具备的特性在2005年被来自美国陆军研究实验室的研究人员正式实验证实。

  在2005年的材料研究学会讨论会上,一篇技术文章向人们介绍了多功能发电材料和储能材料的三个应用实例:锂离子结构电池、质子交换膜(protonexchangemembrane,PEM)燃料结构电池和结构电容器。文章研究人员表示,以上新型的技术应用都经过了精心的设计,其中采用的应用材料不仅可以存储释放电能,而且还可以承载结构负载。因此才实现了多功能设计目的并大幅降低了整体的重量。

  对于此技术瑞典皇家理工学院组成了一支研究小组,该研究小组成员由来自瑞典皇家理工学院的三名教授组成,其中包括化学工程教授GöranLindbergh、光纤和聚合物技术教授MatsJohansson和航空和车辆工程教授DanZenkert。此外,参与该项研究计划的还包括瑞典SwereaSICOMP和吕勒奥技术研究所(LuleåInstituteofTechnology)。

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