Potrivit cercetătorilor de la Universitatea Tehnologică Chalmers din Suedia, viitoarele mașini electrice pot fi mai ușoare și oferi semnificativ mai multă autonomie dacă producătorii renunță la pachetele-monolit de acumulatori instalații sub scaune în favoarea unui design de baterie structurală, unde fiecare element de caroserie încorporează acumulatori ce dublează ca și elemente de rigidizare a caroserie.
Bateriile tradiționale litiu-ion sunt puternice, dar voluminoase și fragile, trebuind protejate în pachete de baterii foarte atent proiectate pentru a oferii rezistență la impact, opțiuni pentru termoreglare și bine izolate împotriva umidității și alți factori externi. Dar aceste baterii grele, separate, ocupă spațiu și limitează eficiența, mașinile electrice fiind proiectate în jurul acestora și nu ca un întreg. Bateriile structurale ar rezolva această problemă îndeplinind două funcții simultan: stocarea energiei și cea de element structural care contribuie la rigiditatea caroseriei.
Iar acest ideal ar urma să fie atins prin folosirea fibrei de carbon atât ca material de stocare a energiei, cât și ca o componentă portantă. Potrivit echipei de cercetători, noile materiale compozite sunt ușoare, rigide și suficient de dense energetic pentru a înlocui materialele tradiționale precum aluminiul, iar beneficiile sunt enorme. Înlocuirea pieselor standard cu baterii structurale ar putea reduce greutatea unui vehicul electric cu 20% , permițând producătorilor auto fie să crească autonomia, fie să instaleze grupuri motopropulsoare mai mici și mai ușoare. În unele cazuri, autonomia ar putea crește cu până la 70%.
Fiind vorba de elemente structurale, menite să preia forța de impact și să protejeze ocupanții autoturismului, acumulatorii structurali trebuie să fie extrem de siguri în caz de accident. Urmărind acest rezultat, tehnologia de acumulator folosește o combinație de fibre de carbon acoperite cu fosfat de litiu-fier (LFP) și lipite folosind materiale avansate, precum oxidul de grafen redus, pentru a îmbunătăți performanța și durabilitatea. Despre tehnologia LFP știm deja că este mult mai puțin susceptibilă la incendiu decât acumulatorii Li-Ion convenționali, construcția foarte robustă și fără o concentrare prea mare de celule LFP în același spațiu ar trebui să împiedice propagarea efectelor dincolo de zona unui eventual impact.
Modelele recente au atins densități energetice de până la 42 Wh/kg, cu o rigiditate comparabilă cu cea a aluminiului, ceea ce le face viabile pentru utilizarea în lumea reală.
Dezvoltat de un startup numit Sinonus AB, primii astfel de acumulatori structurali vor echipa mai întâi dispozitive electronice ușoare (ex. căști wireless, brățări și ceasuri inteligente), urmând ca pe măsură ce tehnologia este perfecționată utilizarea acestora să fie extinsă la mașini electrice și alte vehicule cu propulsie electrică (inclusiv aparate de zbor) și în industria aerospațială.
