中佛羅里達大學（UCF）的一支研究團隊，剛剛介紹了新穎的電池-超級電容混合材料，有望在將來的電動汽車“動力套裝”中發揮重要的作用。在電池研究中，有個方向主要涉及提升下一代材料的強度、耐用性、以及挖掘其儲能潛力，比如設想讓車體兼作電池。而在UCF 的這項新研究，不僅能夠拓展EV 的續航里程，還可同步提升其加速能力。

團隊成員Kowsik Sambath Kumar、Jayan Thomas 和Deepak Pandey（來自：UCF）

此前，我們已經見過其它研究團隊、甚至大牌汽車製造商在結構電池領域取得的一些有趣進展。比如早在2013 年，沃爾沃就展示過具有儲能潛力的碳纖維車身面板。

若能结合高能量密度电池和放电率惊人的超级电容，电动汽车的两项特性都将得到显著提升。而本文介绍的 UCF 研究项目，就涉及一种具有独特性质的新材料。

研究配圖- 1：材料結構與工藝說明

據悉，這種新材料不僅具有令人印象深刻的儲能潛力，還具有可承受意外事故的結構強度。如圖所示，科學家們嘗試將帶正負電的碳纖維層交替堆疊到了一起。

通過在其中夾上石墨烯片，還可進一步提升其儲電能力。再讓堆疊結構連接到塗有金屬氧化物的電極上，以增加設備的電壓和能量密度。

研究配圖- 6：材料機械性能測試- 拉伸/ 彎曲/ 衝擊試驗

最終我們見到了這樣一種超級電容器—— 其機械性質如鋼鐵般堅固，但質量又比鋁要輕，且擁有許多電動汽車所需的特性。

若用於典型的車身外殼（兼作電池），其有望將續航里程增加多達25% —— 從200 英里（321 公里）輕鬆提升至250 英里（402 公里）。

研究配圖- 7：材料的楊氏模量/ 縱向剛度計算

研究合著者Kowsik Sambath Kumar 指出：“當前電池佔據了EV 重量的三四成，但若換用新型儲能複合材料，便可在不增加電池重量的情況下增加續航里程、或保持同等續航而減輕車重，此外該材料具有極高的抗拉伸、彎曲、衝擊強度”。

其次，得益於類似超級電容器的特性，新材料還可快速釋放電力，從而極大地推動電動汽車的加速表現。更棒的是，新材料無毒且不易燃，對於道路安全也有著相當重要的意義。至於充放電循環壽命，也是傳統EV 動力電池的十倍。

研究配圖- 8：衝擊試驗後斷裂的樣品

研究合著者Jayan Thomas 補充道：“與以往存在有毒物質、易燃有機電解質、低生命週期、其性能較差的解決方案相比，新材料無疑是一個巨大的進步”。

展望未來，科學家們還希望將這項技術運用到無人機、便攜式/ 可穿戴設備（如智能眼鏡/ VR 頭顯），甚至暢想在太空環境中的衛星上使用。

Deepak Pandey 指出：“通過消除笨重的電池組，新型複合材料可讓立方體衛星變得更加輕巧，從而節省每次數千美元的發射費用、或者將省下的空間用於容納更多傳感器、測試設備和衛星功能組件”。