[新聞看法分享] 不用電池的電動車？ 瑞典研究用《碳纖維》車身取代傳統鋰電池
2018-11-07星期四晚間
長官傳來這個新聞
不用電池的電動車？ 瑞典研究用《碳纖維》車身取代傳統鋰電池
電動車開發至今仍有許多問題有待解決，而其中一項大問題，便是電動車往往需要體積大且擁有高能量密度的電池組，才能應付目前一般人使用內燃機引擎車款的行駛里程，因此要在電池大小、續航里程與車身重量之間取得平衡可說是件相當棘手的事情，而近期就有研究單位對此想出了解決辦法，那就是透過「碳纖維」技術。
不知道讀者們是否還記得國中物理課時曾教過，碳原子所組成的石墨具備導電的效果，而目前多數運用在超跑車款身上的高剛性輕量化材質碳纖維，也同樣具備了導電功能，因此日前瑞典Chalmers University of Technology查爾摩斯理工學院就提出了一項研究報告，透過碳纖維的特性，來讓車輛透過碳纖維車體來儲存電能，取代傳統的電池組，讓整輛車身直接變身成一顆大電池。
...
資料判斷
光這個文就一堆問題
近期?
上網隨便用個"carbon fiber, li-ion battery"當關鍵字，就找到了一堆文獻。
例如:
Carbon 39 (2001) 1299
2001年就有人有這個想法了，還在碳材料的專門期刊Carbon上發了論文。
(Carbon確實是碳材料研究的知名期刊，獻慶也曾在該期刊發表論文Magnetoelectronic and optical properties of nonuniform graphene nanoribbons, Carbon 109 (2016) 883)
若是再循線找下去，可能更早就有人提出該想法。
也就是說，這東西不新。
再來就是要看，內容如何了。
外文資料
講得煞有其事，那資料來源在哪?
簡單上網查一下，出現
簡單上網查一下，出現
Carbon fibre can store energy in the body of a vehicle
A study led by Chalmers University of Technology, Sweden, has shown that carbon fibres can work as battery electrodes, storing energy directly. This opens up new opportunities for structural batteries, where the carbon fibre becomes part of the energy system. The use of this type of multifunctional material can contribute to a significant weight-reduction in the aircraft and vehicles of the future – a key challenge for electrification.
...
外文資料的發布日期為2018-10-11
而該新聞的發布日期為2018-11-06，晚了外文資料1個月
外文資料有明確地給出學術研究的論文來源。也就是Leif E Asp等人在Multifunctional Materials這個期刊上，發表了"Graphitic microstructure and performance of carbon fibre Li-ion structural battery electrodes"這篇論文。
中文資料則沒講。
加上圖跟內容還有補充資料的落差，可以判斷，中文資料就是轉譯外文資料過來，又不註明出處。
學術研究方面
任何的發想，只要認真去做，都有其價值!
by 鍾獻慶 2018-11-08
該研究確實有其價值。碳纖維當作鋰電池電極的可能性，以及作為車輛外殼的可能性。同時提供了能量供給及安全防護的功能。
若是再注意看一下，這篇文章發表的狀況
Multifunct. Mater. 1 (2018) 015003
若是再注意看一下，這篇文章發表的狀況
Multifunct. Mater. 1 (2018) 015003
嗯! IOP出版的新期刊，又是第一期...
確實文章的內容有符合期刊的要求Multifunctional Materials(多功能材料)...
確實文章的內容有符合期刊的要求Multifunctional Materials(多功能材料)...
實務產業方面
學術上可能，實務執行上，則得多方考量。
一般而言，複合材料都會提出其具備多面向的功能，但常常不提的一點就是，每種面向的功能都不是頂級的。
都有，不代表都很好! (通常是都不好 ^_^)
簡單說，當提供輕量化車殼的碳纖維，可以做為電極導電時，由於結構改變，第一個狀況就是結構可承受的負擔強度就下降，造成原本能提供的安全性就下降。第二個是其作為電極導電的功能，也不會比原本就在電池裡面的材料強(因此，文中才有那句，"碳纖維的能量密度比傳統鋰電池低")。
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另一方面就是功能性區塊的規劃。
一般而言，複合材料都會提出其具備多面向的功能，但常常不提的一點就是，每種面向的功能都不是頂級的。
都有，不代表都很好! (通常是都不好 ^_^)
簡單說，當提供輕量化車殼的碳纖維，可以做為電極導電時，由於結構改變，第一個狀況就是結構可承受的負擔強度就下降，造成原本能提供的安全性就下降。第二個是其作為電極導電的功能，也不會比原本就在電池裡面的材料強(因此，文中才有那句，"碳纖維的能量密度比傳統鋰電池低")。
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另一方面就是功能性區塊的規劃。
為什麼電池要藏在車子裡面? 而不是放在外面?
電池是一種高能量密度的元件，這種東西的不穩定性，造成其有可能在碰撞下就起火、爆炸。因此，目前的設計上，電池都要藏在比較不容易被撞擊到的部位，並且外加很多防護。
電池是一種高能量密度的元件，這種東西的不穩定性，造成其有可能在碰撞下就起火、爆炸。因此，目前的設計上，電池都要藏在比較不容易被撞擊到的部位，並且外加很多防護。
那麼把車子的外殼製作成具備電池功能，這是一個什麼樣的想法?
安全性的考量，可能欠缺規劃。
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碳纖維本身加工不易，成本就已經夠高了。現在又要變成電極，要具備電池功能，那可得有多層結構，大大增加加工難度。說不定還要重新設計製作機台，研發成本過高。
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如果真的有這個碳纖維電池車殼，那我們來好好想像一下。
一般電池大約5年的壽命，就要進行替換了。
這台車使用上非常正常，完全不發生車禍碰撞。5年後，就要換電池。對! 一般人的電動車是換電池，這台車是要換車殼，哪一個的難度跟成本高?
而且在這5年間，由於車殼電池的老化，電容量下降導致續航力下降，同時，鋰電池的膨脹現象在車殼上出現時，造成的是結構強度破壞，安全性下降。
若是這台車，發生了車禍碰撞。首先要保佑車殼破裂時的短路大電流不要電到任何人。另外，碰撞後，車殼變形，其電池功能一定是被嚴重破壞，這時要換一整個車殼，成本很高。
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技術跟製作成本都過高，而且也不符合功能性區塊的規劃。現階段 "難產"!
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如果真的有這個碳纖維電池車殼，那我們來好好想像一下。
一般電池大約5年的壽命，就要進行替換了。
這台車使用上非常正常，完全不發生車禍碰撞。5年後，就要換電池。對! 一般人的電動車是換電池，這台車是要換車殼，哪一個的難度跟成本高?
而且在這5年間，由於車殼電池的老化，電容量下降導致續航力下降，同時，鋰電池的膨脹現象在車殼上出現時，造成的是結構強度破壞，安全性下降。
若是這台車，發生了車禍碰撞。首先要保佑車殼破裂時的短路大電流不要電到任何人。另外，碰撞後，車殼變形，其電池功能一定是被嚴重破壞，這時要換一整個車殼，成本很高。
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技術跟製作成本都過高，而且也不符合功能性區塊的規劃。現階段 "難產"!
可能性
可能性總是有，但可行性可得自行判斷!
by 鍾獻慶 2018-11-08
炒冷飯是必要的! 有些學術奇想，經過不斷炒冷飯，成就百年後的現實!
by 鍾獻慶 2018-11-08
(FB link: https://www.facebook.com/hsienching.chung/posts/2229347870411503 )
GOOD! ^_^
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