電池＝車體結構，瑞典研發「無質量」碳纖維電池

我們都希望電池續航力愈久愈好，最好手機能好幾天不用充電、電動車環島一日遊沒問題，但同時要求電池不能笨重龐大又危險。對繁多要求，科學家努力逐一滿足，最近瑞典大學團隊研發出「無質量」電池，主打輕巧方便、不會對汽車帶來額外重量的電池。

所謂無質量電池（massless battery），並不是指品質低劣的電池，照瑞典查爾姆斯理工大學（CTH）說法，電池功用不僅是電能裝置，還是汽車結構的一部分，有助於減輕車體重量。或許也可說是結構電池的一種。

無質量電池主要是由「碳纖維」（carbon fiber）構成，其中碳纖維是跑車、風力發電愛用材料，高強度也耐高溫、具備優秀機械性質，妥善加工後還是良好的電極材料。根據團隊 2018 年的研究，在特殊的晶體排列下，已經打造出車輛所需的高強度、優秀的電化學性能碳纖維材料。

如今科學團隊基於該研究，打造出全新的碳纖維電池。以碳纖維作為電池負極，正極則是覆塗磷酸鐵鋰的鋁箔，有別於傳統電池的液態有機電解質，碳纖維電池的電解質基質是玻璃纖維，負責傳送鋰離子並平均分散機械負載（mechanical loads）。團隊負責人 Leif Asp 表示，透過新型碳纖維材料，成功設計出兼具儲能和剛性的結構電池。

研究人員認為，理論上這類電池不會讓汽車多出額外重量，材料楊氏係數為 25GPa，可與 20~30GPa 的混凝土競爭，性能也比過去提高 10 倍。只是有捨也有得，碳纖維電池能量密度僅 24Wh/kg，大約只有鋰離子電池的五分之一。

縱使如此，團隊還是對該電池寄予厚望，Asp 認為碳纖維電池能量密度有機會提高到 75Wh/kg，強度也能增加至 75GPa，擁有可與鋁媲美的堅固程度，但重量卻更輕更薄，有助於電動車與消費性電子產品發展。

研究下一步，則打算將正極的鋁換成碳纖維，提高能量密度和機械性能，屆時電解質也會用更新更薄的玻璃纖維版本取代，加速充電速度。不過碳纖維成本高昂，又要具備電池功能，加工過程比傳統鋰離子電池複雜，研發成本想必十分高昂。