摘要：这篇文章《Unveiling the Multifunctional Carbon Fiber Structural Battery》由Richa Chaudhary、Johanna Xu、Zhenyuan Xia和Leif E. Asp撰写，发表在《Adva

这篇文章《Unveiling the Multifunctional Carbon Fiber Structural Battery》由Richa Chaudhary、Johanna Xu、Zhenyuan Xia和Leif E. Asp撰写，发表在《Advanced Materials》上，探讨了结构电池（structural batteries）的最新研究进展。

结构电池是指既能储存电能又能同时承受机械负荷的多功能装置。在这种情况下，碳纤维作为一种引人注目的材料选择出现了，它具有存储能量和为电池提供刚度和强度的双重功能。先前的研究已经证明了结构电池电解液中金属锂的功能正极的概念验证。

本文展示了一种全碳纤维结构电池，该电池使用原始碳纤维作为负极，磷酸铁锂(LFP)涂层碳纤维作为正极，并使用薄纤维素分离器。

所有组件都嵌入结构电池电解液中并固化以提供电池刚性。薄隔板的应用提高了结构电池的能量密度。该结构电池复合材料的能量密度为30 Wh kg−1，循环稳定性高达1000次，库仑效率≈100%。值得注意的是，在平行于纤维方向的测试中，全纤维结构电池的弹性模量超过了76 GPa，这是迄今为止文献报道的最高数值。结构电池在减少传统电池数量的同时，对替代电动汽车的结构部件具有直接意义。因此，为未来的电动汽车提供大量节省。

材料选择：研究中选择了碳纤维作为材料，因为它既能储存能量，又能提供刚度和强度。

电池结构：展示了一种全碳纤维基结构电池，使用原始碳纤维作为负极，涂有磷酸铁锂（LFP）的碳纤维作为正极，以及薄的纤维素隔膜。所有组件都嵌入在结构电池电解质中，并固化以提供刚性。

性能：结构电池的能量密度通过使用薄隔膜得到增强，达到了30 Wh kg−1，并且具有高达1000次循环的循环稳定性和约100%的库仑效率。弹性模量超过76 GPa，是迄今为止文献中报道的最高值。

电化学测试和形态学表征：使用循环伏安法（CV）、恒流充放电（GCD）和电化学阻抗谱（EIS）对结构电池进行了测试，并使用扫描电子显微镜（SEM）对全电池的厚度进行了量化。

结构电池在提高全电动系统的耐用性、移动性和智能功能方面具有巨大潜力，通过将能量储存直接集成到结构部件中，有助于延长操作耐久性、增强移动能力，并在电动汽车和其他高科技应用中实现先进的智能功能。

这篇文章提供了结构电池领域的最新研究成果，展示了全碳纤维基结构电池的设计、制造和测试，以及其在能量密度、循环稳定性和机械性能方面的优势。

来源：小肖科技论