近日，韩国科学技术研究院（KIST）能源研究中心开发了一种新型碳纤维复合材料结构电池，显着提高了能量密度，同时保持了出色的机械性能。
　　
 
　　由于电池机械性能与电化学性能集成度较低，因此难以商业化。以往，研究主要集中如何将锂离子电池嵌入到层状复合材料中，电学和机械性能的提升有限。为此，KIST开展了全新的研究。
　　
　　他们首先分析了环氧树脂与离子液体和碳酸盐电解质基固体聚合物电解质（SPE）的固化机理，随后通过控制温度和压力，优化了固化过程，从而提高了结构电池性能。
　　
　　此外，研究人员还采用了一种新的真空压缩成型技术来制造 结构电池，可有效地减少气泡和缺陷，进一步提高电池性能。
　　
 
　　新型 结构电池中，碳纤维（作为电极和集电器）的体积分数增加了至少160%，大幅增加了电极面积及其与电解液的接触面积，从而提高了能量密度。同时，由于碳纤维的增强作用，电池的机械性能也显着提升。
　　
　　研究人员对新型 结构电池进行了电化学性能测试和机械性能测试。测试结果表明，该电池具有高能量密度和良好的循环稳定性；多次充放电循环后，电池容量保持率仍然很高；同时具有出色的抗拉和抗压缩性能，可以承受较大的外力作用而不发生破坏。
　　
　　研究人员还关注了结构电池内的气泡问题。研究人员通过精确控制固化温度和压力，有效减少气泡的数量和大小，从而提高电池的离子传导性和机械强度。
　　

 
　　此外，研究人员还探索了不同碳纤维类型和电解质组合对 结构电池性能的影响。结果表明，不同类型的碳纤维和电解质组合可以进一步优化电池性能。某些类型的碳纤维具有更高的导电性和机械强度，而某些电解质则具有更好的离子传导性和化学稳定性。通过选择合适的碳纤维和电解质组合，可以进一步提高结构电池的能量密度和机械性能。
　　
　　KIST该项研究为电动汽车、无人机和机器人等应用提供了潜在的高性能能源解决方案，有望在更多领域得到广泛应用。