由于電池機械性能與電化學性能集成度較低，因此難以商業化。以往，研究主要集中如何將鋰離子電池嵌入到層狀復合材料中，電學和機械性能的提升有限。為此，KIST開展了全新的研究。

 

他們首先分析了環氧樹脂與離子液體和碳酸鹽電解質基固體聚合物電解質（SPE）的固化機理，隨后通過控制溫度和壓力，優化了固化過程，從而提高了結構電池性能。
此外，研究人員還采用了一種新的真空壓縮成型技術來制造結構電池，可有效地減少氣泡和缺陷，進一步提高電池性能。

新型結構電池中，碳纖維（作為電極和集電器）的體積分數增加了至少160%，大幅增加了電極面積及其與電解液的接觸面積，從而提高了能量密度。同時，由于碳纖維的增強作用，電池的機械性能也顯著提升。

研究人員對新型結構電池進行了電化學性能測試和機械性能測試。測試結果表明，該電池具有高能量密度和良好的循環穩定性；多次充放電循環后，電池容量保持率仍然很高；同時具有出色的抗拉和抗壓縮性能，可以承受較大的外力作用而不發生破壞。

 

研究人員還關注了結構電池內的氣泡問題。研究人員通過精確控制固化溫度和壓力，有效減少氣泡的數量和大小，從而提高電池的離子傳導性和機械強度。
此外，研究人員還探索了不同碳纖維類型和電解質組合對結構電池性能的影響。結果表明，不同類型的碳纖維和電解質組合可以進一步優化電池性能。某些類型的碳纖維具有更高的導電性和機械強度，而某些電解質則具有更好的離子傳導性和化學穩定性。通過選擇合適的碳纖維和電解質組合，可以進一步提高結構電池的能量密度和機械性能。
KIST該項研究為電動汽車、無人機和機器人等應用提供了潛在的高性能能源解決方案，有望在更多領域得到廣泛應用。