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财联社（上海，编辑 黄君芝）讯，电池研究中有一个令人兴奋的分支，它将下一代材料的强度和耐久性与其储能潜力结合起来。例如，在一个最新的例子中，科学家们为电动汽车开发了一套“动力套装”，不仅可以扩大其续航里程，同时还可以方便地加速。
事实上，早在2013年，沃尔沃就展示了具有储能潜力的碳纤维车身面板，此后我们也看到其他汽车制造商展示了类似的概念。这些项目试图将电池的高能量密度和超级电容器的超快放电率结合起来，而且材料的强度足以用作汽车的外部。
上述新的突破也延续了这一思路，中佛罗里达大学（University of Central Florida）和美国国家航空航天局（NASA）的科学家们设计了一种具有独特性能的新材料，不仅具有令人印象深刻的能量存储潜力，而且具有承受汽车碰撞所需的强度。
据悉，科学家们将带正电和带负电的碳纤维层以交替的方式堆叠在一起。石墨烯薄片被夹在两层之间，以提高它们的能量存储能力，堆栈连接到涂有金属氧化物的电极上，以提高设备的电压和能量密度。这项研究成果已于近期发表在了著名科学期刊《微小》（Small）杂志上。
据称，这个超级电容-电池混合装置像钢一样坚固，却比铝更轻，并拥有许多适合电动汽车的性能。科学家们说，如果把它作为典型汽车的车身外壳来补充电池，它可以增加25%的行驶距离，例如，每次充电可以从200英里延长到250英里。
“现在在电动汽车中，电池的重量是汽车重量的30%到40%，”研究报告的合著者Kowsik Sambath Kumar说，“有了这种储能复合材料，我们可以在不增加电池重量的情况下增加续航里程，进一步降低汽车重量，同时保持高的拉伸、弯曲和冲击强度。每当你减少重量，你就可以增加里程，所以这在电动汽车和航空领域有着巨大的应用。”
由于其类似超级电容器的能力，该设备还可以快速放电，以影响加速度，推动电动汽车从0到60英里/小时仅需3秒以内。此外，这些材料都是无毒、不易燃的，这对道路安全很重要。科学家表示，这种电池的充放电循环寿命是普通电动汽车电池的10倍。
该研究的合著者Jayan Thomas说，“与过去的方法相比，这是一个巨大的进步，过去的方法存在有毒材料、易燃有机电解质、低寿命周期或性能差的问题。”
科学家们认为，这项技术的应用范围将远远超出电动汽车，可以应用于无人机、便携式设备和未来派眼镜或虚拟现实耳机等可穿戴技术。其中一个更直接的应用可能是在太空，该团队吹嘘其作为卫星建造材料的潜力。
研究作者Deepak Pandey说：“用这种复合材料制造一个立方体卫星将使卫星重量轻，并有助于消除重电池组。这可以为每次发射节省数千美元。此外，移除大型电池所获得的自由体积有助于装入更多传感器和测试设备，增加卫星的功能。超级电容器-电池混合性能是立方体卫星的理想选择，因为当卫星绕轨道运行时，它可以在几分钟内充电。”
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