我们都希望电池续航力愈久愈好，最好手机能好几天不用充电、电动汽车环岛一日游没问题，但同时要求电池不能笨重庞大又危险。对繁多要求，科学家努力逐一满足，最近瑞典大学团队研发出“无质量”电池，主打轻巧方便、不会对汽车带来额外重量的电池。
所谓无质量电池（massless battery），并不是指品质低劣的电池，照瑞典查尔姆斯理工大学（CTH）说法，电池功用不仅是电能设备，还是汽车结构的一部分，有助于减轻车体重量。或许也可说是结构电池的一种。
无质量电池主要是由“碳纤维”（carbon fiber）构成，其中碳纤维是跑车、风力发电爱用材料，高强度也耐高温、具备优秀机械性质，妥善加工后还是良好的电极材料。根据团队2018年的研究，在特殊的晶体排列下，已经打造出车辆所需的高强度、优秀的电化学性能碳纤维材料。
如今科学团队基于该研究，打造出全新的碳纤维电池。以碳纤维作为电池负极，正极则是复涂磷酸铁锂的铝箔，有别于传统电池的液态有机电解质，碳纤维电池的电解质基质是玻璃纤维，负责发送锂离子并平均分散机械负载（mechanical loads）。团队负责人Leif Asp表示，通过新型碳纤维材料，成功设计出兼具储能和刚性的结构电池。
研究人员认为，理论上这类电池不会让汽车多出额外重量，材料杨氏系数为25GPa，可与20~30GPa的混凝土竞争，性能也比过去提高10倍。只是有舍也有得，碳纤维电池能量密度仅24Wh/kg，大约只有锂离子电池的五分之一。
纵使如此，团队还是对该电池寄给厚望，Asp认为碳纤维电池能量密度有机会提高到75Wh/kg，强度也能增加至75GPa，拥有可与铝媲美的坚固程度，但重量却更轻更薄，有助于电动汽车与消费性电子产品发展。
研究下一步，则打算将正极的铝换成碳纤维，提高能量密度和机械性能，届时电解质也会用更新更薄的玻璃纤维版本取代，加速充电速度。不过碳纤维成本高昂，又要具备电池功能，加工过程比传统锂离子电池复杂，研发成本想必十分高昂。
（图片来源：CTH）