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An over-five-volt all-solid-state bipolar structural battery
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DOI：10.1016/j.compositesa.2025.109401.png)
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摘要
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结构电池是一种有前景的解决方案，可通过使结构部件在承担承载功能的同时存储电化学能量，从而提高电动汽车和无人机的续航里程并增强其性能。目前大多数结构电池采用锂离子化学体系，并融入碳纤维，这归因于其电化学活性和机械性能，基于双连续或凝胶电解质。然而，由于机械刚度和离子导电性之间的权衡，固态结构电池原型尚未得到演示。实现固态结构电池对于高效离子传输和机械完整性至关重要。在本工作中，演示了全固态结构电池。具体而言，该固态结构电池以单层全电池配置（Li₄Ti₅O₁₂/LiFePO₄）制成，采用基于聚乙二醇的固态电解质，实现了约17.5 GPa的拉伸模量。为推动实际应用，探索了多层电池设计以增加电池容量。此外，借助双极电池设计，演示了首款超过5 V的全固态结构电池。
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