在2005年的材料研究學(xué)會(huì)討論會(huì)上，一篇技術(shù)文章向人們介紹了多功能發(fā)電材料和儲(chǔ)能材料的三個(gè)應(yīng)用實(shí)例：鋰離子結(jié)構(gòu)電池、質(zhì)子交換膜（protonexchangemembrane，PEM）燃料結(jié)構(gòu)電池和結(jié)構(gòu)電容器。文章研究人員表示，以上新型的技術(shù)應(yīng)用都經(jīng)過(guò)了精心的設(shè)計(jì)，其中采用的應(yīng)用材料不僅可以存儲(chǔ)釋放電能，而且還可以承載結(jié)構(gòu)負(fù)載。因此才實(shí)現(xiàn)了多功能設(shè)計(jì)目的并大幅降低了整體的重量。

　　對(duì)于此技術(shù)瑞典皇家理工學(xué)院組成了一支研究小組，該研究小組成員由來(lái)自瑞典皇家理工學(xué)院的三名教授組成，其中包括化學(xué)工程教授GöranLindbergh、光纖和聚合物技術(shù)教授MatsJohansson和航空和車(chē)輛工程教授DanZenkert。此外，參與該項(xiàng)研究計(jì)劃的還包括瑞典SwereaSICOMP和呂勒奧技術(shù)研究所（LuleåInstituteofTechnology）。

　　聚丙烯腈的可逆容量潛力

　　來(lái)自瑞典皇家理工學(xué)院的汽車(chē)和航空航天工程研究員EricJacques（其博士論文研究方向就是關(guān)于結(jié)構(gòu)電池方面的）表示，碳纖維材料應(yīng)用到汽車(chē)中主要有兩種功能體現(xiàn)，其一就是作為汽車(chē)車(chē)身的輕質(zhì)復(fù)合型加強(qiáng)材料；另一主要應(yīng)用就是作為汽車(chē)鋰離子電池的電極。

　　EricJacques表示：“我們對(duì)碳纖維鋰電池電極材料研究的主要目的是為了開(kāi)發(fā)一種不僅可以具有輕質(zhì)材料特性同時(shí)又可以承受機(jī)械載荷另外又可以儲(chǔ)存電能的多功能結(jié)構(gòu)電池。這樣一來(lái)就可以大幅降低電動(dòng)汽車(chē)的整體重量。”

　　EricJacques和其同事于2013年在電化學(xué)學(xué)會(huì)期刊上發(fā)表了一篇關(guān)于該碳纖維鋰電池電極材料研究的技術(shù)論文。論文中介紹道，在鋰離子電池鋰化率維持在一定值100毫安/克時(shí)，市場(chǎng)上出售的好幾個(gè)檔次的聚丙烯腈（polyacrylonitrile，PAN）基碳纖維的可逆電容量在完成十次充放電循環(huán)后均能夠達(dá)到100毫安時(shí)/克甚至更高。其中，影響鋰離子電池測(cè)量電容量的主要因素為鋰離子電池的鋰化率。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，降低通過(guò)所有實(shí)驗(yàn)碳纖維材料十分之一的電流大小可以使電池電容量提升100%。通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)測(cè)量研究，EricJacques研究團(tuán)隊(duì)總結(jié)道碳纖維材料在結(jié)構(gòu)電池中不僅可以作為電池陰極材料而且還可以作為電池中的集電極。

　　在今年早些時(shí)候，EricJacques和其同事又在Carbon雜志上發(fā)表了一篇文章。文章主要介紹了鋰離子電池中鋰的含量與電池中聚丙烯腈基碳纖維材料抗拉強(qiáng)度、極限抗拉強(qiáng)度之間的關(guān)系。該論文主要研究結(jié)論還包括：

　　鋰離子電池在經(jīng)過(guò)幾次電化學(xué)充放電循環(huán)后，電池中碳纖維材料的強(qiáng)度并未出現(xiàn)減弱現(xiàn)象，并且電池的測(cè)量電容量也未受到影響。