Функциональность структурных батарей заключается в способности выдерживать механические нагрузки, одновременно обеспечивая накопление электрической энергии. Эта двойная роль позволяет интегрировать батарею непосредственно в структуру изделия, например, в качестве каркаса или корпуса, избавляя от необходимости использования отдельных, громоздких аккумуляторных блоков.
Руководители исследовательской группы, профессор Лейф Асп и доцент Йоханна Сюй, отметили, что последняя версия материала характеризуется многофункциональностью, сопоставимой с энергетической плотностью традиционных литий-ионных аккумуляторов и механической прочностью таких металлов, как алюминий и титан. Ключевым элементом архитектуры материала является композит, где углеродное волокно используется в качестве как положительного, так и отрицательного электродов. Природная электропроводность углеродного волокна позволяет отказаться от использования тяжелых токосъемников, обычно изготавливаемых из меди или алюминия, что способствует дальнейшему снижению общего веса системы.
В отличие от традиционных батарей с жидким электролитом, в данной структурной батарее применяется полутвердый электролит. Это решение способствует переносу ионов лития между полюсами, одновременно повышая безопасность элемента за счет снижения риска термического разгона и воспламенения.
Исследователи подчеркивают необходимость дальнейших исследований для увеличения мощности в соответствии с высокими потребностями промышленности, однако текущие результаты указывают на готовность технологии к значительным отраслевым инвестициям. Снижение веса играет важную роль во многих секторах. Это может привести к созданию ноутбуков с уменьшенным весом вдвое или мобильных телефонов с более тонкими корпусами в потребительской электронике. В транспортной отрасли технология может быть применена в производстве дронов и ручного инструмента.
В долгосрочной перспективе материал может использоваться в автомобильной и аэрокосмической отраслях, где его можно интегрировать в шасси или фюзеляжи для повышения энергоэффективности. Согласно расчетам профессора Аспа, электромобили, оснащенные конкурентоспособными структурными батареями, могли бы проезжать на 70% больше на одном заряде. Он подчеркнул важность разработки стандартов безопасности для широкого внедрения структурных аккумуляторных композитов. Внедрение данной технологии может обеспечить значительные экологические и экономические выгоды за счет снижения расхода материалов и увеличения запаса хода электрифицированных транспортных систем.