想象一下，有這樣一種電動汽車，輕便、高速、單次充電能行駛數(shù)百英里。它無需備用電池，大大減輕了負(fù)重。因?yàn)殡姵嘏c車身已經(jīng)融為一體。結(jié)構(gòu)電池早在21世紀(jì)初就已經(jīng)出現(xiàn)，當(dāng)時(shí)美國軍方以碳纖維為導(dǎo)電材料設(shè)計(jì)了第一款結(jié)構(gòu)電池。眾所周知，碳纖維很輕，還可以用來制造各種東西，包括汽車車身。

特斯拉的埃隆·馬斯克(Elon Musk)在其公司的電池日(Battery Day)上宣布，他們打算把電池置于汽車底盤內(nèi)。是時(shí)候去掉“運(yùn)動包”，把電池裝進(jìn)車身了。馬斯克稱這一決定是革命性的。但那些多年來一直致力于結(jié)構(gòu)電池研究的科學(xué)家們對此是不屑一顧的。

倫敦帝國理工學(xué)院材料科學(xué)家、皇家工程學(xué)院新興技術(shù)系主任埃米爾·格林哈爾(Emile Greenhalgh)告訴《連線》雜志：“他根本就是在重復(fù)我們10年前做過的事情，我們現(xiàn)在做的已經(jīng)超越了埃隆·馬斯克所說的。并沒有嵌入式電池，碳纖維材料本身就是能量儲存裝置。”

格林哈爾(Greenhalgh)是致力于結(jié)構(gòu)電池研究的專家之一。結(jié)構(gòu)電池不是汽車的外部零件，而是汽車的一個(gè)元件，因?yàn)楸举|(zhì)上來說，電池是用來制造車身或其他部件的原材料。

結(jié)構(gòu)電池構(gòu)成十分簡單，僅由兩層碳纖維材料組成，一層帶負(fù)電荷，另一層帶正電荷，正極和負(fù)極之間是玻璃纖維制成的絕緣層。從理論上講，該材料可用于制造汽車的整個(gè)車身。

設(shè)計(jì)一款能夠?qū)嶋H工作的結(jié)構(gòu)電池一直以來都很具有挑戰(zhàn)性。2018年，《史密森雜志》報(bào)道了一個(gè)由勒夫·阿斯(Leif Asp)教授率領(lǐng)的查默斯理工大學(xué)進(jìn)行的此類項(xiàng)目。盡管結(jié)構(gòu)電池的前景向好，但項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)使其正常工作很難。

當(dāng)時(shí)，勒夫告訴《史密森雜志》:“市面上碳纖維，都拿來研制結(jié)構(gòu)電池或其他電子設(shè)備了。”勒夫、格林哈爾以及其他研究人員仍致力于開發(fā)一種同時(shí)具備這兩種功能的復(fù)合材料，但格林哈爾表示，在研究過程中，為籌集到足夠經(jīng)費(fèi)花了不少時(shí)間，項(xiàng)目才得以繼續(xù)進(jìn)行。今年，這兩位科學(xué)家和他們的團(tuán)隊(duì)甚至完成了一個(gè)為飛機(jī)研制結(jié)構(gòu)電池的項(xiàng)目。

假設(shè)結(jié)構(gòu)電池可能會危及到“普通”鋰電池的發(fā)展，而汽車制造商在鋰電池上已經(jīng)花費(fèi)了數(shù)百萬美元。通用汽車(GM)正在俄亥俄州建造一個(gè)全新的電池廠，但它并不生產(chǎn)結(jié)構(gòu)電池。在歐洲，大眾汽車(Volkswagen)對德國的一家大型工廠進(jìn)行部分調(diào)整，該工廠從2024年開始生產(chǎn)電動汽車(EV)電池。大型汽車制造商對交通電氣化 投入了大量資金支持。

然而，結(jié)構(gòu)電池似乎還有待改善。2013年，勒夫、格林哈爾和團(tuán)隊(duì)中的其他專家共同完成了一個(gè)為期三年的名為“存儲”的項(xiàng)目，成功地將商用鋰離子電池整合到一輛沃爾沃的結(jié)構(gòu)部件中。然而，電池太小，只能在熄火后的短時(shí)間內(nèi)支撐空調(diào)系統(tǒng)、音響和燈光。要實(shí)現(xiàn)這一預(yù)期可能還