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新型碳纖維結(jié)構(gòu)電池：重量減半，續(xù)航增70%

日期：2024-09-27 來源：第一電動 瀏覽：898

 近日，瑞典查爾姆斯理工大學(xué)的研究團隊在“無質(zhì)量儲能”領(lǐng)域取得了顯著進展，開發(fā)出了一種新型的多功能碳纖維結(jié)構(gòu)電池。這種電池不僅能夠儲存能量，還能作為承重結(jié)構(gòu)使用，有望大幅減輕汽車、飛機、船艦以及計算機等設(shè)備的重量，同時降低能源消耗。

該研究團隊的成果已在《先進材料》雜志上發(fā)表。他們研發(fā)的結(jié)構(gòu)電池由碳纖維復(fù)合材料制成，具有與鋁相當?shù)膭偠龋⑶夷芰棵芏茸阋詽M足商業(yè)化應(yīng)用的需求。這種結(jié)構(gòu)電池的問世，意味著在電動汽車、無人機、手持工具、筆記本電腦和手機等產(chǎn)品上可以實現(xiàn)更小的重量，從而提高性能和效率。

研究團隊通過進一步發(fā)展其概念，提高了電池的剛度和能量密度。在2021年，他們將電池的能量密度提升至每千克24瓦時，相當于同類鋰離子電池容量的20%左右。最新的進展中，能量密度更是提升至30瓦時/千克。盡管這一能量密度仍然低于當前常用的電池，但由于電池成為結(jié)構(gòu)的一部分，并且可以由輕質(zhì)材料制成，因此整車重量的降低將使得電動汽車所需的能量大大減少。

研究人員對電動汽車進行了計算，結(jié)果顯示，如果配備這種新的結(jié)構(gòu)電池，續(xù)航里程將比現(xiàn)在增加多達70%。此外，結(jié)構(gòu)電池單元的剛度也顯著提高，彈性模量從25增加到了70吉帕，這意味著該材料可以像鋁一樣承載負荷，但重量更輕。

盡管新電池的性能在多功能性方面優(yōu)于上一代電池兩倍，被認為是迄今為止世界上最好的電池，但在電池單元從小規(guī)模實驗室制造走向大規(guī)模生產(chǎn)、應(yīng)用于科技產(chǎn)品或車輛之前，還需要進行大量的工程工作。這一突破性的研究成果預(yù)示著未來在新能源存儲和材料科學(xué)領(lǐng)域的巨大潛力。

復(fù)合材料在電池殼領(lǐng)域的展望

復(fù)合材料在電池殼領(lǐng)域的應(yīng)用展現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢，并預(yù)示著巨大的發(fā)展?jié)摿?。作為主流選擇，片狀模塑料（SMC）電池殼在電動汽車市場中占據(jù)了顯著的份額，而乘用車市場則是其最大的應(yīng)用領(lǐng)域。全球主要制造商之間的市場競爭日益加劇，特別是在中國市場，預(yù)計未來的競爭將更加激烈。

  • 市場需求持續(xù)增長
隨著全球電動汽車市場的快速擴張和對電池殼性能要求的不斷提升，復(fù)合材料電池殼的市場需求正持續(xù)增長。根據(jù)國際能源署（IEA）的《2024年全球電動汽車展望》報告，全球電動汽車市場正在經(jīng)歷強勁的增長勢頭。2023年，全球電動汽車銷量接近1400萬輛，市場份額達到18%，較2022年的14%有了顯著增長。在新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和政策的大力支持下，復(fù)合材料電池殼的市場前景顯得尤為廣闊。

  • 技術(shù)創(chuàng)新提升產(chǎn)品性能
為了滿足電動汽車對電池殼更高標準的性能需求，如更高的強度、更佳的隔熱效果、更低的噪音和振動等，未來將不斷有新的復(fù)合材料技術(shù)和制造工藝被開發(fā)出來。這包括改進復(fù)合材料配方、優(yōu)化纖維增強結(jié)構(gòu)、開發(fā)新型成型工藝等，以提高復(fù)合材料電池殼的性能和質(zhì)量。隨著智能化技術(shù)的進步，未來的復(fù)合材料電池殼可能會集成更多智能功能，如傳感器和監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對電池狀態(tài)的實時監(jiān)控和預(yù)警。

  • 應(yīng)用領(lǐng)域的擴展
復(fù)合材料電池殼的應(yīng)用不僅限于電動汽車領(lǐng)域，它在電動自行車、電動摩托車、儲能設(shè)備等領(lǐng)域也展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用潛力。隨著復(fù)合材料技術(shù)的不斷進步和成本的降低，其應(yīng)用范圍有望進一步擴大，為更多行業(yè)提供高性能的電池殼解決方案。

  • 行業(yè)競爭促進產(chǎn)業(yè)升級
市場競爭的加劇將推動各廠商加大技術(shù)研發(fā)投入，提升產(chǎn)品質(zhì)量和性能，降低成本，以在競爭中獲得優(yōu)勢。新廠商的加入可能會帶來新技術(shù)和新理念，推動整個行業(yè)的技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)升級。在這一過程中，技術(shù)落后、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的廠商可能會被淘汰，而擁有核心技術(shù)和競爭優(yōu)勢的廠商將不斷壯大，行業(yè)的集中度可能會進一步提高。
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第十二屆新能源及復(fù)合材料新技術(shù)、新材料、新裝備產(chǎn)業(yè)化發(fā)展論壇暨工廠現(xiàn)場演示培訓(xùn)會

各有關(guān)單位：

在“碳達峰、碳中和”戰(zhàn)略的背景下，以新能源汽車、低空經(jīng)濟、氫能、儲能、光伏等為代表的新能源行業(yè)駛?cè)霃?fù)合材料高潛力賽道。新能源及復(fù)合材料是發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點方向，是構(gòu)建綠色低碳產(chǎn)業(yè)體系、打造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的新增長點。為促進國內(nèi)新能源及復(fù)合材料行業(yè)發(fā)展，推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，中國復(fù)材行業(yè)專業(yè)傳媒機構(gòu)——復(fù)材網(wǎng)在總結(jié)前11屆經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，將定于12月12-14日在山東•德州舉辦 “ 第十二屆新能源及復(fù)合材料新技術(shù)、新材料、新裝備產(chǎn)業(yè)化發(fā)展論壇暨工廠現(xiàn)場演示培訓(xùn)會”。

 

本屆會議以“科技賦能產(chǎn)業(yè)鏈  創(chuàng)新助力碳中和”為主題，在借鑒國際復(fù)合材料發(fā)展的趨勢、工藝、經(jīng)驗，解讀國內(nèi)政策導(dǎo)向的同時，探討國內(nèi)碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化發(fā)展之路。會議將通過國內(nèi)外參會專家、企業(yè)家、學(xué)者的報告、主題演講及交流研討，了解各單位先進技術(shù)工藝及經(jīng)驗，明確市場需求，促進各單位產(chǎn)業(yè)及技術(shù)協(xié)作，共謀國內(nèi)復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，合作共贏。會議期間將安排參觀北京機科國創(chuàng)輕量化科學(xué)研究院有限公司德州分公司、德州海力達模塑有限公司和德州聯(lián)合拓普復(fù)合材料科技有限公司工廠，通過參觀 LFT-D 在線模壓（補強）生產(chǎn)線、HP-RTM 生產(chǎn)線、模注涂一體化生產(chǎn)線、汽車配件拉擠生產(chǎn)線、先進復(fù)合材料成型技術(shù)與裝備國家重點實驗室、模具加工、裝配及調(diào)試車間、預(yù)浸料生產(chǎn)車間的涂膠工序與復(fù)合工序（介紹預(yù)浸料生產(chǎn)設(shè)備及基本工藝），推動復(fù)合材料成型工藝技術(shù)升級和生產(chǎn)制造裝備的提質(zhì)增效，促進復(fù)合材料行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

 

誠邀國內(nèi)外復(fù)合材料領(lǐng)域?qū)＜摇W(xué)者、企業(yè)家和行業(yè)同仁蒞臨大會，共謀復(fù)材新未來！

 

主辦單位：復(fù)材網(wǎng)（中國復(fù)合材料信息網(wǎng)）

協(xié)辦單位：北京機科國創(chuàng)輕量化科學(xué)研究院有限公司德州分公司、德州海力達模塑有限公司、德州聯(lián)合拓普復(fù)合材料科技有限公司

會議時間：2024年12月12-14日   

會議地點：山東•德州富豪康博酒店

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