文／施奇廷

汽油車要跑得遠，油箱要大顆；電動車要跑得遠，電池要大顆。這不是廢話嗎？沒錯，不過電池一大顆，體積變大、重量變重，車子也需要變得更大更重，於是耗電又變更快，搞不好一來一往，裝了大顆電池以後，續航力反而變小。

不過免驚！今天要介紹的是「重量＝0」的電池！喂，我們可是專業的物理系教授，講這種顯然違反物理定律的話可以嗎？其實，並沒有違反物理定律喔！那是怎麼做到的？

油電能量 相差50倍

首先，我們若要製造一輛車，它的殼，也就是車體結構一定要夠堅固，才可能通過各種安全標準，然後在這個殼裡面裝上電池馬達（電動車的話），以及各種機械與電子設備，讓這輛車能夠在人（或者是AI）的控制下行動，到達我們想要到的地方。所以這輛車的重量就是上述所有的東西加起來……對了，還要加上坐在上面的人的體重；而車子用來移動的能量來源，就藏在那顆電池裡。

電池的材料與設計，當然就是要儲存電能，盡可能要提高「能量密度」：也就是「電池每公斤的重量能夠儲存的電能」。目前一公斤重的車用鋰電池，可以儲存90萬焦耳的電能；而汽油的能量密度大約在每公斤4700萬焦耳，相差超過50倍。雖然電動車的能源轉換效率比汽油車的引擎來得高，不過還是很難弭平這個落差。因此找到能量密度更高、而且安全的材料來製造車用電池，是當務之急。

車殼、電池 合為一體

不過如果跳脫「要存很多電就要放一顆超大電池」的想法，改成「做車殼的材料能不能也拿來充電？」的話，那就「車殼即電池、電池即車殼」，不必為了提供電能而增加車子的重量，只要把電能充進本來就屬必要配備的汽車結構就行了。所以其實不是「重量為零的電池」，而是「為了放電池所增加的汽車重量為零」。

瑞典查爾姆斯（Chalmers）科技大學的利夫教授（Leif Asp）開發了一種新的結構電池，是利用碳纖維作為負極，以及表層包覆磷酸鋰鐵的鋁箔作為正極，中間以玻璃纖維絕緣。

雖然目前結構電池的能量密度，仍然差強人意，但是它的抗拉強度已經可跟一般建築材料匹敵。

利夫仍在持續改進這個電池的設計，他預期此電池可以作為車體結構一部份的「零重量電池」，甚至是「重量為負的電池」，因為這種材料比現有的鋼材更輕。



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