鋰離子電池具有較高的能量密度和功率密度，工作電壓高，循環(huán)壽命長，能快速充放電等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于航空航天、電動汽車、便攜電子設(shè)備等領(lǐng)域。然而傳統(tǒng)的鋰離子電池組存在體積龐大、笨重、有熱失控爆炸的風(fēng)險等問題，在全球低碳經(jīng)濟(jì)的環(huán)境趨勢下，需要一種更加高效、輕質(zhì)、安全、綠色環(huán)保的電池。碳纖維復(fù)合材料(Carbon fiber reinforced polymer, CFRP)結(jié)構(gòu)鋰離子電池(Structural battery, SB)是將結(jié)構(gòu)件和儲能系統(tǒng)相結(jié)合，在保持了碳纖維出色的力學(xué)性能的同時，賦予其優(yōu)異的儲能性能，使動力電池組在減重的同時簡化結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高能量效率和結(jié)構(gòu)效率。從新能源汽車到小型無人機，從人造衛(wèi)星到電動飛機，碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)鋰離子電池能在結(jié)構(gòu)中分布儲能，在避免熱失控的同時提高安全性能。

碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)鋰離子電池與傳統(tǒng)電池組對比

　　事實上，早在20多年前一些學(xué)者就提出了SB的基本概念，但受限于CF性能以及實驗條件，SB的研究進(jìn)展比較緩慢。隨著CF性能的不斷提升，利用T800 CF作為電極制備SB的研究引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，相關(guān)的基礎(chǔ)研究也得到了快速發(fā)展。

　近期，河南工業(yè)大學(xué)與東北大學(xué)的科研人員在《復(fù)合材料學(xué)報》發(fā)表了碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)鋰離子電池相關(guān)的綜述文章，文章總結(jié)了近幾年碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)鋰離子電池的研究進(jìn)展，綜述了嵌入集成式(Embedded integrated structural batteries, EISB)和多功能復(fù)合材料(Multifunctional composite structure batteries, MCSB)兩類SB的研究現(xiàn)狀，例舉了現(xiàn)階段SB的代表性應(yīng)用，分析了其存在的問題，在此基礎(chǔ)上提出了全碳纖維固態(tài)結(jié)構(gòu)電池的概念及其設(shè)計原型。

　　該項研究得到了國家自然科學(xué)基金委-河南省聯(lián)合基金重點項目及國家重點研發(fā)計劃的支持。

全碳纖維固態(tài)SB模型

文章轉(zhuǎn)自：復(fù)合材料學(xué)報 網(wǎng)站

原始文獻(xiàn)：張峻滔, 王亞震, 李暉, 等. 碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)鋰離子電池研究綜述[J]. 復(fù)合材料學(xué)報, 2022, 40(0): 1-11

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