特斯拉电动汽车将推新技术:车身即是电池

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【大纪元2020年11月21日讯】(大纪元记者张妮编译报导)特斯拉(Tesla)公司今年9月在该公司举办的“电池日”活动中说,他们很快将推出一款使用纯硅阳极电池的汽车,不仅成本低、轻10%左右,而且在设计上将把它作为汽车底盘的一部分,为汽车提供机械支撑,巧妙地将电池融入了车身的设计。

现在使用的所有电池几乎都是以附属单元的形式存在,而现在电池研究的新趋势,称为储能结构型电池,就是要摆脱这种形式上的束缚,把电池制成各种设备自身所需的部件。

伦敦帝国理工学院的的材料科学家格林哈(Emile Greenhalgh)则表示:“他们(特斯拉)所做的是我们10年前做的事情。我们现在研究的汽车完全无需附加电池模块,制造汽车的材料本身就作为电池储存能量。”

目前,大部分电子设备的很大一部分重量都被电池占用。比如,一部手机主要就是一块锂离子电池,周围填充着一些处理器;无人机的大小很大程度上受到电池负载能力的限制;至于电动汽车,大约三分之一的重量是电池。

进一步提升电动汽车效能的办法,一种是像特斯拉在做的一样,把电池融入汽车的机械设计中,而格林哈和合作者们所考虑的更为先进——车身就是电池。

格林哈和瑞典查尔姆斯理工大学的阿斯(Leif Asp)从2010年就开始研究储能结构型电池。他们先造出了第一个沃尔沃(Volvo)混合动力汽车的原型。这部汽车行李箱的盖子就是电池。

三年后他们的项目取得更大突破,开始研发商务飞机可用的储能结构型电池。

研发电力驱动的载客商务飞机面临巨大的挑战,因为它们需要的能量太大了,燃油所提供的能量是现在锂离子电池技术所能提供能量的大约三十倍。按照现有的电池技术,对于一架载客150人的飞机来说,每个乘客就需要1吨的电池。所以用目前电池设计的思路设计电动载客飞机不可行。

而储能结构型电池是有希望的方向。格林哈的研究组造出的电池可以作为机舱或机翼的一部分。阿斯说:“现在我们造出的材料,不论是储能容量还是机械性能,都可以达到所需总量的至少20%~30%,这是一个巨大的进步。”

不过,这些技术进入汽车和航天商务领域要面临的另一方面挑战是,需要获得监管机构的认可。研究人员必须证明它们足够安全。大型电池一旦出现短路的问题,将引发灾难性的火灾和爆炸,这都是载客的汽车和飞机所不能接受的风险。

另外,储能结构型电池在微型电子设备上有着巨大的潜力,特别是植入式医疗设备。这些设备通常非常纤小。现有的电池设计不管再怎么缩小体积,仍然是个附带的部分,如果能把电池融入成为设备的一部分,则完全不会占用这些设备宝贵的体积空间。

密歇根大学一个研究组今年早些时候发表的一篇论文称,他们研发了一种机器人使用的储能结构型电池,是传统同体积锂离子电池能量的72倍,目前有几个机器人玩具和几架无人机都使用这种电池设计。◇#

责任编辑:叶紫微

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