鋁元素儲量豐富，且重量很輕，因此被認(rèn)為是有吸引力的電池材料，但商業(yè)上可行的鋁電池尚未問世。美國斯坦福大學(xué)一個華人為主的研究小組6日在《自然》雜志網(wǎng)絡(luò)版刊登研究報告，介紹他們最新研發(fā)的鋁電池具有高效耐用、可超快充電、可燃性低、成本低等特點，可以成為常規(guī)電池的安全替代品。
長期以來，鋁電池研究沒有實質(zhì)突破的主要難題在于電池材料。合適的負(fù)極材料和電解液材料是確保電池在經(jīng)過充電、放電的反復(fù)周期后仍能運行的關(guān)鍵。研究團(tuán)隊負(fù)責(zé)人、斯坦福大學(xué)化學(xué)系華人教授戴宏杰表示，他們把石墨作為負(fù)極材料，試驗確認(rèn)了幾種表現(xiàn)良好的石墨類材料，并用一種相當(dāng)于鹽溶液的等離子液體作為電解液，從而解決了鋁電池研究在材料上的瓶頸問題。
研究人員把采用鋁材料的正極、采用石墨材料的負(fù)極以及等離子電解液置于一個有聚合物涂層的鋁箔軟包內(nèi)，從而制成新的鋁電池。戴宏杰說，他們開發(fā)的鋁離子電池可以充放電，具有超快充電、不易燃燒爆炸、可折疊、材料成本低的突出優(yōu)點。他說：“這是開發(fā)可充電鋁電池方面的一個重大突破，因為先前可充電鋁電池基本不存在，尤其是具備這些性能的鋁電池。”
研究人員表示，由于等離子電解液不會燃燒，鋁和石墨也不易燃燒，因此這種鋁電池非常安全。研究報告顯示，為測試鋁電池安全性，研究人員在電池上鉆孔，電池沒有爆炸燃燒，并仍能運行一段時間。
除了高安全性，采用新技術(shù)的鋁電池在性能方面也有重要突破。比如，鋁電池只需1分鐘左右就完成超快充電。在試驗中，鋁電池經(jīng)過7500多個充電、放電周期，電容量并沒有損失。相比之下，其他研究機(jī)構(gòu)的鋁電池在經(jīng)過約100個周期后通常無法再用，而鋰電池也只能經(jīng)受約1000個周期。此外，由于鋁和石墨屬于柔性材料，使鋁電池可以彎曲、折疊而不影響性能。
戴宏杰說，他們研發(fā)的鋁電池可以替代易污染環(huán)境的堿性電池和有可燃風(fēng)險的鋰離子電池。未來這種鋁電池還可用于在電網(wǎng)中儲存可再生能源，也可用于電動汽車。不過，目前的鋁電池技術(shù)還有待進(jìn)一步改進(jìn)，比如需要增加鋁電池的能量密度等。
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