结构/储能一体化复合材料设计与应用研究

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多功能化和轻量化一直是复合材料构件在多领域应用中不断追逐的目标,因此近年来集承载和储能一体的复合材料逐渐成为研究热点。本项目针对复合材料多功能化的目标,设计了一种结构储能一体化复合材料结构,是一种兼具储能性和承载性的新型复合材料。其中,储能承载结构是以树脂基体作为固体电解质,而以造孔剂为媒介制备的多孔环氧树脂具有较好的力学-电学性能。而碳纤维既作为增强体又可以作为电极材料,其中涂覆石墨和磷酸铁锂的碳纤维可分别作为电芯的负极和正极,在充放电过程中可实现锂离子的脱离与嵌入。该复合材料结构在减重和分担载荷的同时可用于小型传感系统或仪器设备的供电,避免了额外电缆分布或电池组的重量增加,对实现复合材料结构功能化和一体化具有重要意义。