北京時間十一月九日消息，據(jù)國外媒體報(bào)道，埃隆·馬斯克今年九月在TSLA的"電池日"活動上宣布，該公司將很快推出一款使用純硅陽極電池的汽車，以提高電池的性能，并減少陰極中的鈷含量，以降低汽車價格。這種電池組將被整合到底盤上，以便在供應(yīng)動力的同時供應(yīng)機(jī)械支持。馬斯克稱稱贊TSLA的結(jié)構(gòu)電池是工程領(lǐng)域的一場"革命"。然而但有關(guān)一些電池研究人員來說，馬斯克的未來展望不過是他們曾經(jīng)努力的范疇，而現(xiàn)在，他們已超越這一領(lǐng)域，正在開發(fā)一種結(jié)構(gòu)性電池。這種結(jié)構(gòu)性電池在未來有可能會淘汰現(xiàn)有電池組，用車身來儲能。

倫敦帝國理工學(xué)院的材料學(xué)家兼皇家學(xué)院新興技術(shù)工程系主任埃米爾·格林哈爾希（EmileGreenhalgh）在評價TSLA最新電池時表示，這不過是他們10年前已經(jīng)做過的事情。格林哈爾希是結(jié)構(gòu)電池領(lǐng)域的世界優(yōu)秀專家之一，結(jié)構(gòu)電池是一種消除電池和被供能物體之間邊界的儲能方法。格林哈爾希直言，"我們目前開發(fā)的項(xiàng)目已經(jīng)超出了埃隆·馬斯克討論的范疇，不要嵌入式電池，材料本身就是能量儲存裝置。"

電池如今在大部分電子產(chǎn)品的體積和重量中占據(jù)了相當(dāng)大的一部分。智能手機(jī)最大的零部件無疑就是鋰電池、無人機(jī)的大小也受到其攜帶電池的限制，而一輛電動汽車大約三分之一的重量是電池組。解決這個問題的一種方法是在汽車本身的結(jié)構(gòu)中加入傳統(tǒng)的電池，把電池組整合到地盤中，就像TSLA計(jì)劃做的那樣。但是有關(guān)格林哈爾希和他的合作者來說，更加有前途的方法是淘汰電池組，轉(zhuǎn)而使用汽車的車身來存儲能量。和傳統(tǒng)的嵌入底盤的電池組不同，這些結(jié)構(gòu)電池是隱形的。電能儲存發(fā)生在構(gòu)成車架的薄層復(fù)合材料中。在某種意義上，電池不會新增任何重量，因?yàn)檐嚿砭褪请姵亍?/p>

對此，格林哈爾希解釋，這是設(shè)計(jì)是讓材料同時具備兩種功能。這種考慮電動汽車設(shè)計(jì)的新方法可以供應(yīng)巨大的性能收益并提高安全性，因?yàn)槠嚴(yán)锊粫b上成千上萬個能量密集的可燃電池。

2010年，格林哈爾希和瑞典查爾默斯理工大學(xué)材料學(xué)家萊夫·阿斯普（LeifAsp）和一個歐洲科學(xué)家團(tuán)隊(duì)合作開發(fā)儲能項(xiàng)目。阿斯普在過去的十年中一直處于結(jié)構(gòu)電池研究的前沿，他將傳統(tǒng)電池定性為"結(jié)構(gòu)寄生蟲"，并指出結(jié)構(gòu)電池的重要好處是，它們可以減少電動汽車在行駛相同距離時所需的能量，也可以新增續(xù)航里程。

在這個為期三年的項(xiàng)目中，該研究團(tuán)隊(duì)成功地將商用鋰電池集成到一個增壓罩中，增壓罩是一種被動組件，用于調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣口。不過，這種電池并不是汽車的主電池組，而是一個較小的輔電池，可在發(fā)動機(jī)等紅燈熄火時為空調(diào)、音響和燈光供應(yīng)電力。這是第一次將結(jié)構(gòu)電池集成到車身的概念證明，基本上是TSLA正在努力方向的一個小規(guī)模的現(xiàn)實(shí)版。但是，把一堆傳統(tǒng)的鋰電池嵌在車體中，不如讓車體充當(dāng)自己的電池有效率。在項(xiàng)目協(xié)作期間，這兩位材料學(xué)家還開發(fā)了一種結(jié)構(gòu)超級電容器，用作行李箱蓋。超級電容器類似于電池，但以靜電電荷的形式儲存能量，而不是通過化學(xué)反應(yīng)。

更關(guān)鍵的時，阿斯普和格林哈爾希團(tuán)隊(duì)的技術(shù)如今已取得突破性進(jìn)展。就在今年夏天，他們和一組歐洲研究人員完成了一個為期三年的名為"魔術(shù)師"的研究項(xiàng)目，該項(xiàng)目的目標(biāo)是開發(fā)用于商用飛機(jī)的結(jié)構(gòu)鋰電池。可以說是結(jié)構(gòu)儲能的殺手級應(yīng)用。商用飛機(jī)會出現(xiàn)大量的排放，但電動化客機(jī)是一個重大挑戰(zhàn)，因?yàn)樗鼈冊谶\(yùn)行過程中要太多的能源支撐。就一架典型的150人飛機(jī)而言，完成一項(xiàng)飛行任務(wù)相當(dāng)于每人要大約1噸的電池。假如試圖用現(xiàn)有電池為飛機(jī)充電，這架飛機(jī)永遠(yuǎn)無法離開地面。

空客等老牌公司和Zunum這樣的初創(chuàng)公司多年來一直致力于客機(jī)的電動化。但即使他們成功了，在飛機(jī)上裝滿常規(guī)電池也有一些重大的安全隱患。大型電池組短路可能導(dǎo)致災(zāi)難性的火災(zāi)或爆炸。然而，格林哈爾希指出，新興的電池化學(xué)，包括固體電解質(zhì)，可以降低風(fēng)險，但滿足客機(jī)的巨大能源需求仍然是一個重大挑戰(zhàn)，可以用結(jié)構(gòu)電池來解決。該研究團(tuán)隊(duì)用碳纖維薄層制造結(jié)構(gòu)電池，這種電池可以用來制造飛機(jī)機(jī)艙或機(jī)翼的部件。和十年前的儲能計(jì)劃相比，"魔術(shù)師"團(tuán)隊(duì)開發(fā)的實(shí)驗(yàn)電池在機(jī)械性能和能量密度方面有了顯著提高。他們現(xiàn)在制造的材料在能量儲存能力和機(jī)械性能方面已經(jīng)能夠達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)的20%-30%，這是一個巨大的進(jìn)步。

然而，技術(shù)挑戰(zhàn)還只是結(jié)構(gòu)性電池走出實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)入現(xiàn)實(shí)世界的一項(xiàng)挑戰(zhàn)，它們還要獲得監(jiān)管機(jī)構(gòu)的認(rèn)可。這兩位材料學(xué)家正在為此建立數(shù)學(xué)模型，精確地顯示由這些電池制造的汽車在使用過程中的結(jié)構(gòu)變化。阿斯普表示，由于結(jié)構(gòu)電池的巨大電力需求和監(jiān)管挑戰(zhàn)，可能還要十多年的時間才能在車輛上部署。但在這之前，它們將率先在消費(fèi)電子產(chǎn)品中普及開來。（天涯）