特斯拉電動汽車將推新技術:車身即是電池

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【大紀元2020年11月21日訊】(大紀元記者張妮編譯報導)特斯拉(Tesla)公司今年9月在該公司舉辦的「電池日」活動中說,他們很快將推出一款使用純硅陽極電池的汽車,不僅成本低、輕10%左右,而且在設計上將把它作為汽車底盤的一部分,為汽車提供機械支撐,巧妙地將電池融入了車身的設計。

現在使用的所有電池幾乎都是以附屬單元的形式存在,而現在電池研究的新趨勢,稱為儲能結構型電池,就是要擺脫這種形式上的束縛,把電池製成各種設備自身所需的部件。

倫敦帝國理工學院的的材料科學家格林哈(Emile Greenhalgh)則表示:「他們(特斯拉)所做的是我們10年前做的事情。我們現在研究的汽車完全無需附加電池模塊,製造汽車的材料本身就作為電池儲存能量。」

目前,大部分電子設備的很大一部分重量都被電池占用。比如,一部手機主要就是一塊鋰離子電池,周圍填充著一些處理器;無人機的大小很大程度上受到電池負載能力的限制;至於電動汽車,大約三分之一的重量是電池。

進一步提升電動汽車效能的辦法,一種是像特斯拉在做的一樣,把電池融入汽車的機械設計中,而格林哈和合作者們所考慮的更為先進——車身就是電池。

格林哈和瑞典查爾姆斯理工大學的阿斯(Leif Asp)從2010年就開始研究儲能結構型電池。他們先造出了第一個沃爾沃(Volvo)混合動力汽車的原型。這部汽車行李箱的蓋子就是電池。

三年後他們的項目取得更大突破,開始研發商務飛機可用的儲能結構型電池。

研發電力驅動的載客商務飛機面臨巨大的挑戰,因為它們需要的能量太大了,燃油所提供的能量是現在鋰離子電池技術所能提供能量的大約三十倍。按照現有的電池技術,對於一架載客150人的飛機來說,每個乘客就需要1噸的電池。所以用目前電池設計的思路設計電動載客飛機不可行。

而儲能結構型電池是有希望的方向。格林哈的研究組造出的電池可以作為機艙或機翼的一部分。阿斯說:「現在我們造出的材料,不論是儲能容量還是機械性能,都可以達到所需總量的至少20%~30%,這是一個巨大的進步。」

不過,這些技術進入汽車和航天商務領域要面臨的另一方面挑戰是,需要獲得監管機構的認可。研究人員必須證明它們足夠安全。大型電池一旦出現短路的問題,將引發災難性的火災和爆炸,這都是載客的汽車和飛機所不能接受的風險。

另外,儲能結構型電池在微型電子設備上有著巨大的潛力,特別是植入式醫療設備。這些設備通常非常纖小。現有的電池設計不管再怎麼縮小體積,仍然是個附帶的部分,如果能把電池融入成為設備的一部分,則完全不會占用這些設備寶貴的體積空間。

密歇根大學一個研究組今年早些時候發表的一篇論文稱,他們研發了一種機器人使用的儲能結構型電池,是傳統同體積鋰離子電池能量的72倍,目前有幾個機器人玩具和幾架無人機都使用這種電池設計。◇#

責任編輯:葉紫微

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