A structural battery and its multifunctional performance
Artikel i vetenskaplig tidskrift, 2021

Engineering materials that can store electrical energy in structural load paths can revolutionize lightweight design across transport modes. Stiff and strong batteries that use solid-state electrolytes and resilient electrodes and separators are generally lacking. Herein, a structural battery composite with unprecedented multifunctional performance is demonstrated, featuring an energy density of 24 Wh kg-1 and an elastic modulus of 25 GPa and tensile strength exceeding 300 MPa. The structural battery is made from multifunctional constituents, where reinforcing carbon fibers (CFs) act as electrode and current collector. A structural electrolyte is used for load transfer and ion transport and a glass fiber fabric separates the CF electrode from an aluminum foil-supported lithium–iron–phosphate positive electrode. Equipped with these materials, lighter electrical cars, aircraft, and consumer goods can be pursued.

lithium-ion batteries

carbon ber composites

brous materials

solid states

multifunctional materials

biomimetics

self-sustaining materials

Författare

Leif Asp

Chalmers, Industri- och materialvetenskap, Material- och beräkningsmekanik

Karl Bouton

Kungliga Tekniska Högskolan (KTH)

David Carlstedt

Chalmers, Industri- och materialvetenskap, Material- och beräkningsmekanik

Shanghong Duan

Chalmers, Industri- och materialvetenskap, Material- och beräkningsmekanik

Ross Harnden

Kungliga Tekniska Högskolan (KTH)

Wilhelm Johannisson

Kungliga Tekniska Högskolan (KTH)

Marcus Johansen

Chalmers, Industri- och materialvetenskap, Material och tillverkning

Mats KG Johansson

Kungliga Tekniska Högskolan (KTH)

Goran Lindbergh

Kungliga Tekniska Högskolan (KTH)

Fang Liu

Chalmers, Industri- och materialvetenskap, Material och tillverkning

Kevin Peuvot

Kungliga Tekniska Högskolan (KTH)

Lynn Schneider

Kungliga Tekniska Högskolan (KTH)

Johanna Xu

Chalmers, Industri- och materialvetenskap, Material- och beräkningsmekanik

Dan Zenkert

Kungliga Tekniska Högskolan (KTH)

Advanced Energy & Sustainability Research

2699-9412 (ISSN)

Vol. 2 2000093

Skadetålighet hos strukturella batterier

Amerikanska flygvapnets kontor för strategisk forskning (AFOSR), 2017-09-30 -- 2020-09-29.

SORCERER

Europeiska kommissionen (EU), 2017-02-01 -- 2020-02-28.

Drivkrafter

Hållbar utveckling

Innovation och entreprenörskap

Styrkeområden

Transport

Energi

Materialvetenskap

Ämneskategorier

Materialkemi

Annan kemiteknik

Kompositmaterial och -teknik

Infrastruktur

Chalmers materialanalyslaboratorium

DOI

10.1002/aesr.202000093

Mer information

Skapat

2021-02-04