Углеродному волокну нашли необычное применение в электромобилях

Разработки в области батарей становятся все более удивительными и разнообразными. Однако вряд ли вы видели что-то подобное: углеродные батареи, над которыми работают шведские исследователи из стартапа Sinonus.

Мы привыкли считать углеродное волокно важным материалом для уменьшения веса автомобилей, особенно спортивных и гоночных, а также велосипедов и для усиления их конструкции. Но кто бы мог подумать, что этот компонент можно использовать в качестве электродов для батарей?

Sinonus разрабатывает структурную батарею, в которой углеродное волокно играет ключевую роль. Технология структурных батарей CTP (cell to pack) уже известна тем, что интегрирует саму батарею в шасси, что позволяет избавиться от необходимости группировать их в один или несколько пакетов. Например, в модели Leapmotor C01, представленной два года назад, эта технология позволила уменьшить количество компонентов на 20% и снизить вес автомобиля на 15 кг.

Sinonus использует особый тип углеродного волокна, который можно применять в качестве структурного компонента машин и транспортных средств, где шасси является самой батареей. Генеральный директор компании, Маркус Зеттерстрём, надеется, что эта разработка найдет широкое применение не только в электромобилях, но и в электрических самолетах и судах. На данный момент проводятся испытания, в которых углеродное волокно заменяет батареи типа AAA в небольших электронных устройствах.

Использование углеродного волокна позволяет значительно снизить вес, что ведет к увеличению автономности, ускорению зарядки и увеличению срока службы батарей. Хотя структурные батареи менее эффективны, чем традиционные, из-за меньшей плотности энергии, они более безопасны и экономят вес.

Ключевым моментом является микроструктура самого углеродного волокна: было обнаружено, что волокна с маленькими и плохо ориентированными кристаллами обладают хорошими электрохимическими свойствами, хотя и теряют немного жесткости. С другой стороны, волокна с большими и хорошо ориентированными кристаллами имеют высокую жесткость, но низкие электрохимические свойства, что делает их менее пригодными для использования в структурных батареях.

Исследователи обнаружили, что небольшое снижение жесткости не станет проблемой и не повлияет на структуру автомобиля, что придает работе значительный потенциал. Даже несмотря на это, углеродное волокно с хорошими электрохимическими свойствами имеет жесткость, немного превышающую жесткость стали.